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  7月15日，英國皇家化學會著名期刊Materials Horizons在線發(fā)表社論（Editorial）宣布，2020年度杰出論文獎（Outstanding Paper Award）授予多倫多大學劉新宇教授團隊和麥吉爾大學李劍宇助理教授團隊（Winner）、中山大學付俊教授團隊（runners-up）以及西班牙高分子科學與技術研究所Santana教授團隊（綜述文章）。

  2020年，多倫多大學劉新宇團隊和麥吉爾大學李劍宇團隊合作在Materials Horizons發(fā)表論文 An ambient-stable and stretchable ionic skin with multimodal sensation，報道了一款高透明、可拉伸離子二極管凝膠仿生皮膚【artificial ionic skin (AIskin)】，不同于以往的離子水凝膠皮膚設計，本文首次將兩層相反電性聚電解質摻雜的雙層網絡結構水凝膠利用紫外交聯(lián)固化形成整體，從而在兩層水凝膠界面處形成離子二極管結構，成功模擬了人體皮膚中神經元感知刺激的工作原理。通過添加醇類（本文采用乙二醇， Ethylene glycol），該AIskin解決了傳統(tǒng)水凝膠為基底材料在環(huán)境中易失水而不能長期使用的痛點，能夠保證其在各種環(huán)境濕度下正常工作。同時能夠實現(xiàn)多模式感知變形、應力和環(huán)境濕度，并且利用其內建電勢，無需外接電源即可感知外界刺激。該設計有望應用于下一代可穿戴電子器件、人際交互系統(tǒng)、軟體機器人技術的研發(fā)。

  該論文發(fā)表后，先后入選2020 Materials Horizons Outstanding Paper Award Winners, Materials Horizons Emerging Investigators Series 和 2020 Materials Horizons most popular articles等論文集，同時受到包括多倫多大學, Science Daily, EurekAlert! AAAS， 新浪，搜狐以及網易等20多家海內外媒體超過六種語言報道翻譯轉載，受到了國內外同行的廣泛關注、引用和好評。

受人體皮膚啟發(fā)的離子二極管凝膠仿生皮膚示意圖

  Materials Horizons在社論中提到：在此杰出論文中，作者們展示了報道了一款具有定向離子移動性，高韌性，高透明度、環(huán)境穩(wěn)定性以及可拉伸等特征的離子二極管凝膠仿生皮膚【artificial ionic skin (AIskin)】。作者們通過將兩相反電性聚電解質摻雜于同一雙層網絡結構水凝膠內，實現(xiàn)了可拉伸離子二極管的結構特征。同時該仿生皮膚能夠實現(xiàn)多模式（電阻、電容、開路電壓和短路電流）感知變形、應力和環(huán)境濕度；利用內建電勢，該仿生皮膚可以實現(xiàn)外界刺激的無源感知。最后該仿生皮膚展示了其在可穿戴電子器件、人際交互系統(tǒng)、和運動能量收集等方面的應用潛力。作者們展望該設計可以促進下一代受皮膚啟發(fā)的可穿戴電子。

  論文第一作者應斌斌博士曾在麥吉爾大學和多倫多大學聯(lián)合培養(yǎng)，目前正在麻省理工學院機械工程系從事博士后研究工作。他目前的研究方向為ingestible bioelectronics and biosensors。業(yè)余時間，應博士和全球各地的朋友共同創(chuàng)辦了無足鳥社團（The Martlets Society, https://www.martlets-society.com/ ），致力于創(chuàng)建一個自由平等的平臺供來自世界各地的年輕學者交流分享最前沿的研究成果，從而促進學術自由發(fā)展與創(chuàng)新。

  多倫多大學劉新宇教授、麥吉爾大學李劍宇助理教授為本文共同通訊作者。多倫多大學劉新宇教授團隊長期致力于微納和軟體機器人學、柔性電子器件、微流控器件與系統(tǒng)等機理研究以及應用開發(fā)。李劍宇教授團隊長期致力于新型生物材料設計開發(fā)和機理研究，目前的研究方向包括生物材料力學、生物粘合劑、再生醫(yī)學、手術器械和智能設備開發(fā)。該研究受到了加拿大自然科學和工程研究理事會和加拿大創(chuàng)新基金會的資助。

  Materials Horizons社論鏈接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2021/mh/d1mh90036f

  獲獎論文開源鏈接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2020/mh/c9mh00715f