文/陳根

通常情況下，在柔性高導(dǎo)電性設(shè)備的研發(fā)制造中，人們會首選金屬材料，因為其具有良好的耐久性和導(dǎo)電性。但是，金屬材料具有剛性且重量較大，這些特性對于柔性的可穿戴系統(tǒng)及人機接口來說，往往是不可取的。

而水凝膠具有類似組織的柔韌性，可拉伸性，斷裂韌性，離子電導(dǎo)率以及與生物組織的相容性。缺點就是，它們的導(dǎo)電率比較低（<100 S cm-1），往往不能夠用于數(shù)字電路和生物電子。

針對這些問題，卡內(nèi)基·梅隆大學教授團隊研發(fā)了一種水凝膠復(fù)合材料，其具有高電導(dǎo)率（> 350 S cm-1），并且能夠在保持柔順性（楊氏模量<1 kPa）和變形能力的同時提供直流電。

這種材料通過在經(jīng)典強韌雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠體系聚丙烯酰胺-海藻酸鈉（PAAm-Alg）水凝膠中加入低濃度的銀片，再通過部分脫水，構(gòu)筑水凝膠中銀片滲流網(wǎng)絡(luò)。其所得導(dǎo)電水凝膠導(dǎo)電率達374 S cm -1，延伸率達到250%，并且其楊氏模量不超過10kPa，甚至可以媲美人體的脂肪組織。

實際上，在這之前，相關(guān)人員嘗試過使用具有導(dǎo)電填料的水凝膠復(fù)合材料來增加導(dǎo)電性，結(jié)果卻是水凝膠的柔韌性大打折扣。而現(xiàn)在作為填充物加入水凝膠的銀片，其面厚比大，更容易在低含量時達到更高的導(dǎo)電率，所以選其作為復(fù)合材料效果則較令人滿意。

目前，鑒于這種銀片復(fù)合水凝膠的高柔性和高導(dǎo)電率，它可以用來參與制造一些柔性機器人；未來，該技術(shù)的應(yīng)用還可能包括肌肉疾病和運動障礙的治療，例如為中風后難以用手指抓握東西的患者以及易顫抖的帕金森癥患者提供幫助。