近期，未来科学国际合作联合实验室毫米微波技术与应用团队在Nano Energy上发表题为“Highly-stable polymer-crosslinked 2D MXene-based flexible biocompatible electronic skins for in vivo biomonitoring”的研究工作。该研究设计了基于MXene和PVA且具有强大氢键的生物相容性电子皮肤。该薄膜提供了稳定的性能记录，在恶劣的环境下可以持续半年以上，并且在小鼠体内模型研究中显示出良好的生物相容性和功能。这项工作表明，使用电子技术重现皮肤的特征为未来的软机器人和医学修复提供了新的方向。

皮肤在塑造我们与世界的互动中起着至关重要的作用。人类皮肤在遇到恶劣环境（如强酸或强碱等环境腐蚀性）时，会受到不同程度的损伤，出现导致皮肤暂时失去感知能力的情况。抗皮肤损伤，确保了户外工人在不可预知的环境中操作的安全。这一科学挑战激发了人们开发高稳定性电子材料的愿望。这种材料能够克服人类皮肤在恶劣条件下(酸、碱性溶液、热水等)的局限性，并保持其结构和性能。二维材料天生的高柔韧性引起了柔性电子领域的广泛关注。然而，在各种电子设备(如电子传感器)的应用中，不可避免地会遇到一些自然的动态环境，如工业废水(强酸/强碱条件)和水下作业。不幸的是，到目前为止，开发能够在不可预知的环境下保持化学和结构稳定的压电反应薄膜仍然是一个巨大的挑战。

图：类皮肤的PVA/MXene复合薄膜结构

在这项工作中，我们演示了一种生物相容性，高度稳定，杂化薄膜的制造，其包括PVA交联剂和高导电MXene纳米片。我们结合了一系列互补实验和分子动力学模拟，表明通过强氢键与PVA交联的MXene膜表现出最佳的结构稳定性（在酸性和碱性水溶液中，稳定的记录持续半年以上）、机械特性（出色的弹性模量和小的滞后性）以及压力感应性能（超高灵敏度和快速响应时间）。

该工作是由吉林大学未来科学国际合作联合实验室毫米微波技术与应用团队韩炜教授与中科院北京半导体所王丽丽研究员和沈国震研究员共同合作下完成，得到了国家自然科学基金、吉林省科技发展规划、中国科学院青年精英科学家资助计划和佛山市创新创业研究团队项目的支持。

相关的研究成果近期发表在Nano Energy杂志上，第一作者为吉林大学博士研究生赵连家，通讯作者为吉林大学韩炜教授与中科院北京半导体所王丽丽研究员和沈国震研究员。

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.105921