人造电子皮肤

高峰

皮肤是人体最大的器官，它不仅肩负着防止“外敌”入侵的使命，还承担着防止体内水分、电解质等其他物质丢失的任务。通常，皮肤受到较轻的损伤都可以自我修复，但如果遭遇横祸，比如大面积或深度的烧伤、烫伤等，皮肤的自愈能力往往无法快速发挥作用，这就需要植皮。

事实上，即便是植皮，也需要经历痛苦的过程才能完成。况且皮肤移植的方式是“拆东墙，补西墙”，即把患者身上健康的皮肤取下来移植到烧伤部位，但这种方法会引起新的伤疤。特别是遇到身体大面积的烧伤，正常皮肤所剩无几时，植皮就显得非常困难。而且在恢复期间，创口也容易发生感染，如果没有很好的保护措施，重度烧伤者会出现严重脱水。为了应对这种情况，减轻皮肤大面积损伤者的痛苦，科学家开始寻找人体皮肤的替代品。

皮肤看起来是薄薄的一层，里面却含有血管、淋巴管、汗腺、皮脂腺等附属器官。所以皮肤的替代品也需要拥有这些器官，更重要的是，它还要能够促进自身肌肉与皮肤的生长。

美国科学家发明了人造皮肤，它是由硅橡胶薄膜、胶原和硫酸软骨素等材料制作而成。其中，硅橡胶薄膜起到临时表皮的作用，其表面还模仿皮肤的毛孔制作了一定数量的微孔，让空气自由出入。而胶原和硫酸软骨素则分别来自牛腱和鲨鱼软骨，它们能够支持皮肤细胞的生长。

现在的人造皮肤包括两层：表层和里层。表层是由一种硅橡胶薄膜制成的，能阻挡细菌的侵入。里层是一种特殊的培养基，能帮助受伤的皮肤生长。

早在2003年，日本东京大学的研究团队利用低分子有机物——并五苯分子制成薄膜，通过其表面密布的压力传感器，实现了电子皮肤感知压力。电子皮肤的结构更简单，可以加工成各种形状，能像衣服一样附着在物体表面，能够让机器人感知到物体的地点和方位以及硬度等信息。

电子皮肤想要模拟、还原甚至取代机体皮肤，不仅需要有柔软的特性，还要具备感觉和触觉，即与人体皮肤一样感知不同外界压力，畅通传导触觉信号的最基本功能。例如，由中国研究人员使用碳纳米管传感器制成的高灵敏度皮肤，甚至可感知到20毫克蚂蚁的重量。同时，研究人员还在电子皮肤的延展性上进行开拓研究，并渴望这种材料不仅满足机器人，也能满足人类。

人造皮肤接近人类自身的皮肤，但是不具备电子皮肤中的传感功能，如果可以将电子软件与人造皮肤相结合，会碰撞出什么样的火花呢？