随著(zhe)柔性可穿戴設備快速發(fā)展，電子皮膚成(ché計城ng)為應用于人機交互界面(miàn)的重要材料，其安全性變得十分重要。年他近日，上海科技大學(xué)的錢高研究團隊以天然蠶絲蛋白和鈣離子為原料，制備了一種(z喝多hǒng)透明、可拉伸、可自修複、高安全性的導電電子皮膚材料，這(zhè)種銀短(zhǒng)材料具有良好(hǎo)兒鐵的阻燃特性。該研究團隊深度探究了其阻燃機理，并開(kāi)發(fā)了一森關種(zhǒng)在極端條件下可以通過(guò)無線信号傳遞信息的預警系統，鐘門為進(jìn)一步設計新型離子皮膚、提升可穿戴設備的安全性提供影技了新思路。

SFCIS的制備與展示

作者采用了兩(liǎng)種(zhǒng)不同的方法來制備絲土家素蛋白鈣離子電子皮膚（SFCIS），以滿快事足不同應用場景的需求。SFCIS具有高透明性，通過(gu呢風ò)調控鈣離子含量可以控制SFCIS在環境中的力學(xué)我什性能(néng)，使其與生物組織的模量相當，應用性能(néng)更強。同時(拿分shí)，SFCIS具有良好(hǎo)的可拉伸性質（伸長(ch到也áng)率高達1200%）和導電性（1.96 mS·cm-1），能(né外廠ng)夠滿足可穿戴器件的需求。在水蒸汽環境中，SFCIS還(hái)具有歌厭良好(hǎo)的自愈性能(néng)。

SFCIS的力學(xué)性能(對姐néng)

鈣離子的引入，可使材料與環境進(jìn是劇)行物質交換，同時(shí)保持了材料中結合水的穩定性。結合水的存在，一方費一面(miàn)為該電子皮膚材料提供了大長可量氫鍵，使其具有較高的韌性和自愈能(néng關鐵)力。另一方面(miàn)，當材料暴露在燃燒環境下時(shí)資匠，鈣離子螯合水可使材料在接觸火焰的第一時(shí)間吸熱、子讀汽化，并迅速膨脹，對(duì)内部基底形成(ché習的ng)保護。因此這(zhè)類電子皮膚材料具有很好(hǎo)的阻燃特筆對性。

SFCIS的阻燃機理及燃燒表面(miàn)的SEM圖

該團隊運用熱質聯用（TGA-MS）表征手段，精确分析了不同燃燒反應階男妹段下材料各組分的變化，從而推測其阻燃過(g秒們uò)程包括脫水、炭化層膨脹、多層屏蔽和自由基淬滅等。在極限氧指數測試的實照老驗中，SFCIS表現出可與工程塑料媲美的阻燃看你性能(néng)，并且在燃燒實驗中時靜不會(huì)發(fā)生複燃、熔滴等二次危害行為，極大保聽多障了材料在火災環境下的安全性。

實際應用中，該團隊還(hái)基于SFCIS電導率随燃燒程度的變化情況，開(他房kāi)發(fā)出一種(zhǒng林車)火災無線預警系統。

總體來說(shuō)，該團隊基于天然蠶絲蛋白，利錢嗎用簡單的方法制備出具有良好(hǎo)的導電性、力學什高(xué)性能(néng)、自修也睡複性能(néng)和阻燃性的離子導體電子皮膚材料，為研究這(z媽市hè)類材料燃燒機制提供了可行的方案，也為新型人造皮膚設計提供了新的思問少路，對(duì)提升可穿戴設備安全性有重要的啟示。