柔性电子皮肤是一种模仿人类皮肤特性的电子器件，具备柔韧性、可拉伸性、生物兼容性和多模态传感能力，在医疗健康、机器人、人机交互等领域具有广泛应用前景。近年来，该领域的技术突破主要体现在以下几个方面：
1. 材料创新
- 导电弹性体：如聚二甲基硅氧烷（PDMS）与碳纳米管（CNT）、石墨烯等纳米材料复合，实现了高拉伸性（可达300%以上）与稳定导电性。
- 液态金属：镓基合金（如Galinstan）因其液态流动性和低毒性，被用于制备可自修复的柔性电路。
- 生物兼容材料：水凝胶与导电聚合物（如PEDOT:PSS）结合，降低了植入式器件的免疫排斥风险。
2. 传感性能提升
- 多模态传感集成：单一器件可同时检测压力、温度、湿度甚至化学信号，例如通过压阻-电容混合设计实现压力与形变的双重感知。
- 超高灵敏度：微结构设计（如仿生突触阵列）将压力检测下限降至1 Pa以下，接近真实皮肤触觉灵敏度。
- 自供电技术：摩擦电纳米发电机（TENG）或光伏效应实现了无源传感，减少电池依赖。
3. 制造工艺革新
- 转印印刷技术：通过可控剥离实现微米级电路图案化，避免了高温工艺对柔性基底的损伤。
- 3D/4D打印：直接构建复杂三维结构，如可随形变的褶皱式电极，适应动态拉伸场景。
- 超薄封装：原子层沉积（ALD）技术制备纳米级封装层，兼顾防水性与透气性。
4. 智能功能拓展
- 自修复能力：动态共价键（如Diels-Alder反应）使材料在受损后能自动恢复导电性。
- 无线通讯集成：柔性射频（RF）标签与蓝牙模块嵌入，实现实时数据云端传输。
- 仿生反馈系统：结合电刺激模块模拟触觉反馈，用于假肢或VR交互。
5. 应用场景深化
- 医疗监测：实时监测心率、血氧等生理参数，如斯坦福大学开发的贴片式ECG传感器。
- 软体机器人：赋予机器人触觉与抓握力控制，提升精细操作能力。
- 脑机接口：柔性电极阵列（如Neuropixels 2.0）减少神经信号采集时的组织损伤。
挑战与未来方向
当前瓶颈包括长期环境稳定性（如氧化问题）、大规模生产成本以及多信号耦合干扰。未来可能转向生物杂交设计（如细胞支架集成）和量子材料（如石墨烯异质结）的应用，以进一步逼近生物皮肤的功能极限。
