不同感知功能的柔性电子皮肤是未来机器人与环境交互的重要入口。机器人或伤残人士在特定部位贴附电子皮肤可以实现与人体皮肤一样的感知能力。为了进一步接近人类皮肤的功能与特点，柔性电子皮肤在获得触觉感知的基础上，还集成了压力、温度、应变等多种传感功能。虽然报道了多种具有压力与温度监测能力的多功能电子皮肤，但是其进一步发展依然具有许多挑战性。首先不同传感信号解耦过程复杂，给信号识别带来了极大难度。其次，多功能感知的实现需要解耦和处理复杂传感信号，大大增加了整个电子皮肤系统的能耗。而目前的柔性电力单元还不足以满足电子皮肤对柔性、超薄、生物相容性与能源可持续性的要求。因此，实现多功能电子皮肤不同传感信号的有效分离以及相应的能源可持续性是未来多功能电子皮肤类可穿戴设备的进一步发展的前提。

  近期，苏州大学功能纳米与软物质研究院孙旭辉教授团队提出了一种集成了摩擦电效应与热电转换效应的柔性自供电温压一体化电子皮肤。该电子皮肤能够同时感应出温度与压力刺激，并且将压力和温度刺激分别转换为两个独立的电压信号。该电子皮肤的温度传感通过自然温度梯度实现自供电，最小分辨率为0.5 K，灵敏度达到220 μV/K。基于摩擦电的自供电压力传感器可以在宽范围内（1 Pa-100 kPa）检测压力，最高灵敏度达到1.394 V/kPa。此外，在开发的一体化器件中，PEDOT:PSS掺杂MCNTs组成的复合薄膜同时作为温度传感层与电极层，水平方向上的热电偶薄膜对温度具有敏感性，而基于摩擦电的自驱动压力传感器对垂直方向上的压力具有敏感性。通过器件结构的创新设计实现了温度与压力传感信号的分离，因此不需要开发额外的算法或者进行复杂的解耦计算。更为重要的是，所有这些传感功能不需要外部电源即可实现，并且能保持相当好的稳定性。该工作为无源多功能电子皮肤的发展提供了一个很有前途的原型，它在柔性可穿戴设备和人工智能感知中具有巨大的应用潜力。

  该工作以”Energy Autonomous Electronic Skin with Direct Temperature-Pressure Perception”为题发表在Nano Energy上，文章第一作者是苏州大学硕士研究生陈云峰。该研究得到国家自然科学基金委的支持。

  原文链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2022.107273