作为可穿戴设备最为理想形式的电子皮肤展现了在健康检测、人机交互、人工智能和软体机器人领域非常出色的应用前景。然而如果要将电子皮肤真正投入实际应用还要面临如下几个问题，可穿戴电子设备的摩擦、碰撞和过度拉伸会导致机械损伤，导致可穿戴电子设备退化甚至失效。自愈能力赋予了电子皮肤长期的稳健性和可靠性等优势。然而大多数自修复功能材料与传统的制造工艺不兼容，限制了其大规模应用的可能性。据此，吉林大学的张彤课题组针对上述问题开发了一种具有双层自主自愈能力的多功能电子皮肤。它通过将各种碳材料如炭黑（CB）、碳纳米管（CNTs）和石墨（G）与自修复粘合剂(纤维素纳米纤维-PVA-水凝胶)浆料混合，从而在一个表面上制造各种功能单元（如电极、应变传感器和温度传感器），这些器件同时表现出优异的性能和自愈能力。通过向受损部分喷水，功能层和柔性基底都可以在大约10分钟内自愈。各种器件在自愈后即使在大变形下也能保持原有器件的灵敏度和稳定性。并且整个器件都是可以通过丝网印刷工艺来制备的，也为大规模制备打下了基础。同时制备的柔性自愈合电子皮肤还可以通过接口与传统电子器件相连接，通过蓝牙传输信号从而实现传感器件的可视化。
图1. 损坏的 CNF/PVA 薄膜（左）和自修复的 CNF/PVA 薄膜（右）的照片。b CNF/PVA 膜上自修复位置的上表面（左）和横截面（右）的 SEM 图像。c CNF/PVA薄膜受潮自愈机制示意图
图 2 a. 应变计算模型示意图。b 原始和自愈电极在各种应变下和 c 在 0% 和 0.48% 应变下的电阻，由数字万用表测量。d 使用 CB/G-CNF/PVA 电极、CB/G-PVA 电极和商业银电极进行视觉控制。LED 的不同亮度表示弯曲状态。e CB/G-CNF/PVA电极、CB/G-PVA电极和银电极自修复位置的SEM图像。
图3 a S-50/60/70/80 传感器的响应与应变曲线。b S-50 传感器在 0 至 0.39% 应变下的 I-V 曲线。c S-50 传感器在各种外加应变下的动态响应曲线。d 阶梯状应变变化下的动态响应曲线。e S-50 传感器的快速响应和恢复速度。f 在 0.25 到 2 Hz 的频率下，在 0.19% 的应变下循环加载-卸载下的相对电阻变化。g S-50 传感器在 5000 次加载/卸载循环中的电流-时间曲线，施加的应变为 0.25%。h 应变传感机制示意图
图4. a原始和自愈 S-50 传感器在不同外加应变下的动态响应曲线。b S-50 传感器的垂直（顶部）和横截面（底部）SEM 图像。
图 5 a 通过在喉咙上连接应变传感器对吞咽和咳嗽的当前反应。b 通过在靠近声带的喉咙上安装应变传感器来识别语音和语音。c 通过在手臂上安装应变传感器来检测握拳 - 松开拳头。d 通过将应变传感器连接到手腕，实时监测桡动脉脉搏。放大图（左）为单周期桡动脉脉搏波形，包括“P”、“T”和“D”峰。e 通过将应变传感器连接到后颈部来检测点头。f 通过将应变传感器连接到肘部关节来检测肘部弯曲。g 通过将应变传感器连接到指关节来检测手指弯曲
图 6 a 包含应变传感器、温度传感器和湿度传感器的电子皮肤的照片。b 贴在手腕上的电子皮肤的照片。c 电子皮肤无线监控系统示意图。d 由传感单元测量并显示在手机上的手腕运动的实时响应信号。e 由传感单元检测并在手机上显示的皮肤变形实时响应信号。f 由靠近温度感应单元的装有热水的杯子引起并显示在手机上的环境温度变化。g 向湿度感应装置呼气引起的环境湿度变化并显示在手机上
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