近年来，柔性可穿戴电子皮肤在健康医疗监测、人体运动监控以及人机交互等领域得到了巨大的关注，其与人体表皮的保形黏附及可逆脱附有助于实现准确的信号检测和稳定的器件性能。此前发展了基于不同刺激的响应性可逆黏附膜，如pH、UV、化学试剂，但这些条件限制了其在人体上的应用。因此，如何使用温和、有效、易获取的刺激响应源实现与皮肤的可逆黏附仍存在挑战。

  针对这一问题，UCLA软材料课题组发展了一种皮肤温度响应黏附、室温响应脱附的生物友好可逆黏附膜（BAP）。研究者巧妙地将侧链烷基丙烯酸酯（丙烯酸十八烷基酯SA及丙烯酸十四烷基酯TA）与二元聚氨酯丙烯酸酯低聚物(UDA)聚合，利用半结晶-无定形态的转变调控聚合物的流动粘弹性和能量耗散特性，进而实现其在人体表皮上的按需黏附及脱附。在此配方中，调配不同链长的侧链烷基丙烯酸酯（SA和TA）配比，可以控制黏附相转变温度。不同于常用的形状记忆材料中结晶链段交联于聚合物内部， SA和TA的长侧链烷基作为结晶链段自由悬挂于体系中，这使得侧链运动灵活，保证了相对窄的状态转变区间（26 -32 °C）。UDA作为长链引发剂，在增大材料韧性的基础上，不提高黏附态的模量，实现了材料的高模量转变（~1000倍）。

图1 皮肤温度/室温响应可逆黏附膜的原理及调控

  BAP膜在皮肤温度时，模量降低，黏附增大，可与皮肤形成良好的共形接触，准确地跟随皮肤的变形而变形。将黏附在基材上的BAP膜置于空气中或自来水中，BAP膜模量升高，黏附降低，可轻易地与基材脱附。值得指出的是，BAP膜黏附特性的改变主要受到温度变化的影响，而不受到与水接触的影响。基于材料的这种疏水特性，BAP膜在自来水中脱附后仍可以重复使用。

图2 BAP膜的可逆黏附性能

  通过将BAP膜作为基底，制备了透明、超拉伸、按需脱附的单电极摩擦电纳米发电机（DoD-TENG），并将其用于无人机控制。该设计保证了器件在使用时与人体皮肤紧密接触，而脱附时不会造成器件各部分的错位破坏。本文介绍的皮肤温度/室温响应的可逆黏附膜在电子皮肤、人机交互等应用领域有广阔的应用前景。

图3.体温响应可逆黏附膜用于人机界面

  这项研究结果以“Skin temperature-triggered, debonding-on-demand sticker for a self-powered mechanosensitive communication system”为题发表于Matter（DOI: doi.org/10.1016/j.matt.2021.03.003）。论文的第一作者为UCLA博士后、天津科技大学教师高萌,共同第一作者为UCLA博士生吴瀚翔，通讯作者为裴启兵教授。

  论文链接：https://www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385(21)00110-7