电子皮肤：贴在你手腕上的可穿戴设备

　　现如今，可穿戴的电子产品，例如手环、iwatch、谷歌眼镜等大受欢迎，不过相较于电子皮肤来说，这些“便携”的产品都太过笨重了。

　　电子皮肤作为一种可穿戴电子产品，不同于现在常见的可穿戴设备，它轻薄得像你的皮肤一样，可以贴在你的手腕或者身体其他任何需要的位置，甚至能成为你身体的一部分。

　　电子皮肤有什么功能？

　　众所周知，皮肤是我们和周围环境接触的保护层和中介，我们用手掌的皮肤去感受杯壁的冷热，用手指的皮肤感受衣物的材质纹理，用舌头的皮肤感觉酸甜苦辣，用鼻腔的皮肤闻到花香。而人造的电子皮肤就是：它除了能做到人类皮肤能做到的这些之外，还能实时测量人的心跳脉搏、血压血糖，能够发光发热、存储数据，甚至还有一种贴在舌头上的电子皮肤，能让盲人看到周围的物品。

　　电子皮肤最初出现在大众的视野中是科幻作品，比如《星球大战》的假手和《终结者》中的机器人。而科学家开始研究电子皮肤则可以溯源到1970年代，那个带着传感器的假手。其后，在2004年科学家发明了可弯曲的矩阵皮肤，2008年又发明了微结构的压力传感器。而近年电子皮肤也由于在生物医学领域的潜力，得到了广泛研究和关注。比如在2011年由美国斯坦福大学的科学家提出并制造的一种可以伸缩的微小的太阳能电池，可以为电子皮肤的压力传感器等提供能量。在2013年，斯坦福大学还发明了一种可以藏在文身贴里的电子皮肤。

　　如何实现电子皮肤的功能？

　　要实现电子皮肤的功能，首先要把电子器件做得又薄又轻，更关键的问题在于如何让它能够柔软地贴合皮肤且不至于因弯折而坏掉。现如今使用最为广泛的电子器件是硅做的，而硅的薄片你可以想象成一片薄脆的饼干，难以弯曲，如果用力弯曲拉扯就会折断或者碎得掉渣。到达纳米级别厚度的硅纳米带是可以弯曲的，但是在拉扯或者压缩下也会出现裂纹，碎裂的电子产品一般就无法使用了。

　　研究者们为了解决电子皮肤在弯折和拉扯压缩下断裂的问题，钻研出了许多不同的方法。主要分为两大方向，其一是利用本身就可以弯曲拉扯不会坏掉的高分子聚合物新材料，就像树脂或者橡胶那样的本身具有弹性的材料，来制造新型的电子皮肤；其二是利用现有的常规电子材料，通过结构上的新设计来实现可以弯折的电子皮肤。

　　那什么样的结构能够使得本来薄脆、弯曲拉扯下容易断裂的材料变成贴合皮肤，能承受较大程度弯折的电子皮肤呢？目前常见的结构主要有三大类：

　　1.手风琴结构

　　先把一块作为衬底的高分子聚合物拉伸到它本来长度的两倍长，再将一片很薄的硅条贴合在它上面，然后放松下面的衬底，硅条就变得弯弯曲曲或者皱巴巴了。这样处理之后的硅材料就可以承受100%以内程度的拉伸。这就像是将一根橡皮条拉长，再在上面贴一张纸条，放松之后纸条顺着拉伸的方向变得皱起来。同时一张本来不能拉伸的纸条，在这样的处理之后，就能够有一定程度的拉伸和弯曲了。