近期，復(fù)旦大學(xué)教授武培怡課題組利用一種超分子聚電解質(zhì)水凝膠來模仿天然皮膚，其中的動(dòng)態(tài)交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)賦予超分子水凝膠多種優(yōu)異的力學(xué)性質(zhì)，而動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的自由離子傳輸則實(shí)現(xiàn)了信息傳遞和對(duì)外界刺激的感知。

    該課題組長期致力于二維相關(guān)光譜表征分析高分子體系的物理和化學(xué)性質(zhì)，通過先進(jìn)譜學(xué)信息揭示分子間相互作用、微觀結(jié)構(gòu)與材料宏觀性質(zhì)之間的關(guān)系，推動(dòng)高分子軟物質(zhì)材料的分子機(jī)理研究、合成設(shè)計(jì)以及仿生智能器件應(yīng)用。從理解并調(diào)控高分子間動(dòng)態(tài)相互作用的角度出發(fā)，設(shè)計(jì)了多個(gè)高分子動(dòng)態(tài)交聯(lián)體系，以實(shí)現(xiàn)對(duì)皮膚力學(xué)性質(zhì)和感知功能的模仿。

    在前期研究基礎(chǔ)上，課題組直博生雷周玥利用三種分子間非共價(jià)相互作用（氫鍵、親疏水作用、離子相互作用），實(shí)現(xiàn)多重動(dòng)態(tài)交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，僅需簡(jiǎn)單的無規(guī)共聚反應(yīng)，所形成的透明超分子水凝膠集合了一系列類似皮膚甚至超越皮膚的力學(xué)性質(zhì)，具有壓縮回彈性，可大幅拉伸，遭遇創(chuàng)傷快速自修復(fù)，并且在室溫下可任意塑形。

    當(dāng)基于這種超分子水凝膠的仿生皮膚貼在塑料假肢手指上時(shí)，它使得假肢手指能夠通過電容和電阻信號(hào)分別感知應(yīng)變和溫度刺激，模擬了人體皮膚的機(jī)械和溫度感受器。它可以根據(jù)變形過程中的電容變化記錄手指的彎曲伸直運(yùn)動(dòng)信息，并在人的手接觸假肢時(shí)，通過實(shí)時(shí)降低的電阻信號(hào)來反饋假肢表面溫度的升高。

    這一研究展示了超分子水凝膠在仿生皮膚力學(xué)性能和傳感功能的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，為開發(fā)新型仿生智能皮膚提供了新途徑。結(jié)合高分子譜學(xué)表征對(duì)分子間相互作用的分析、理解和篩選，課題組也致力于進(jìn)一步優(yōu)化高分子軟物質(zhì)材料在仿生智能器件中的發(fā)展與應(yīng)用。