摔碎的手机屏幕能否像受伤的皮肤一样在短时间内恢复如初呢？自愈合材料的提出和蓬勃发展使其成为可能。基于自愈合材料的柔性电子器件在人造皮肤，软体机器人和制动器等领域获得了广泛关注。因为他们不仅具有类似生物系统的顺应性，且在受到意外损伤时能够很快恢复其形态和功能，从而大大提高了器件的使用寿命，使用安全性和经济效益。然而，大部分自愈合材料的性能受到温度影响，在低温下变硬，变脆，甚至完全失效，使其应用止步于高纬度和严寒地区。

  针对这一问题，北京纳米能源与系统研究所李舟研究员团队通过利用Li⁺的高水合能调节水凝胶材料在低温下的高分子链扩散能力和动态相互作用，制备了一种在超低温环境(-80℃)下具有稳定自愈合性能的多功能离子水凝胶(SSIH)。通过系统优化，该离子水凝胶可实现在受损后10分钟内的快速自愈合、愈合后的材料可承受超过7000%以上的大变形，11.76 S/cm的稳定电导率和长达到13个月的综合性能稳定性。特别是，即使在-80℃的极端低温环境下，这些实用性能也能很好地保持，这为目前水凝胶基的自愈材料在零摄氏度下由于水分和聚合物链段冻结而失效的问题提供了可行的解决方案。

  在这项工作中，李舟研究员团队通过仿生有髓轴突的结构和信号传输功能，展示了一种基于 SSIH 的人工神经纤维 (SSANF)，用于实现高保真和高通量的信息交互。将该人工神经纤维集成到多功能机器人时，SSANF展示了它在实时集成信号传递中的用途。克服了传统金属导线无法拉伸和易拉断的缺陷，SSANF在反复大变形下可保持稳定的传输性能，这使全柔性集成系统成为可能。基于该多功能离子水凝胶的仿生器件将使仿生智能机器人更接近模拟复杂的生物系统，为机器人在极端条件下完成无人任务开辟更广阔的应用场景。

图5.SSANF 在仿生智能机器人中的应用。(a)SSAF作为 BIR 的一个通信单元。(b)同步仿生机器人手系统的电路示意图，(c)其中 SSANF 用于传输实时集成信号。(d)干冰（-78.5℃）用于创造局部低温环境。(e) SSANF在200%变形和-78.5℃下的输入和输出信号。(f)SSANF 的能量输送能力和快速回复能力。 

  相关研究成果以题为:“Ultra-stretchable and fast self-healing ionic hydrogel in cryogenic environments for artificial nerve fiber”发表在最新一期Advanced Materials (IF: 30.8)上，王婵博士和硕士研究生刘莹为共同第一作者, 李舟研究员为通讯作者。