《Adv. Mater.》：具备极致抗疲劳与强湿黏附的两栖共融皮肤

Leaf-Inspired Eutectic Skin with Extreme Fatigue Resistance and Robust Wet Adhesion for Amphibious Epidermal Electronics

Jiayu Hou, Jiancheng Dong*, Je Hyeong Kim, Chang Zhou, Shiyin Lin, Xingyu Liu, Hao Qiu, Mengting Zheng, Yuduo Zhang, Haijun Zhu, Kangjia Geng, Yidong Peng, Haoran Liu, Yunpeng Huang, Yongsheng Luo, Steve Park*, Tianxi Liu*

Adv. Mater. 2026, DOI: 10.1002/adma.73563

皮肤电子器件在智能可穿戴、健康监测等领域发展迅速，而离子导电凝胶是连接器件与生物组织的关键界面材料。然而，传统水凝胶在空气中易脱水、在潮湿环境中易吸水溶胀，导致传感性能骤降。新兴的疏水低共熔凝胶虽具备良好的生物相容性与低挥发性，但普遍力学强度低、脆性大，在循环受力下极易发生裂纹扩展与疲劳失效。此外，面对人体出汗及水下作业等复杂工况，普通凝胶难以保持长期稳定的贴合。因此，开发兼具抗疲劳、低溶胀、强湿态黏附及生物相容性的新型柔性界面材料，是突破两栖表皮电子应用瓶颈的关键。

针对上述挑战，江南大学刘天西教授、董建成副教授团队联合韩国科学技术院（KAIST）Steve Park教授创新性地提出了一种“仿生纤维低共熔复合凝胶”协同构筑策略，成功开发出兼具极致抗疲劳性与强湿态黏附的两栖“共融皮肤”。该研究受自然界菖蒲叶片内强韧、外疏水的分层结构启发，以高取向静电纺聚氨酯纤维网络为仿生叶脉骨架，通过与全疏水低共熔凝胶前驱体原位聚合，实现了凝胶基质与宏观纤维网络的机械互锁及强界面键合。这一跨尺度架构设计诱导了拉伸过程中的应变结晶，赋予了复合凝胶优异力学特性：其邵氏硬度仅为13.6 A（媲美真实人体皮肤），但真实拉伸强度高达106.51 MPa，疲劳断裂阈值较纯凝胶提升近3400倍，可经受10万次缺口拉伸而不发生裂纹扩展。此外，材料本征的强疏水性实现了连续100天浸泡下不足1.1%的极低溶胀率，并具备高达152.2 J·m⁻²的皮肤黏附能，在水下依然能稳固贴合复杂曲面。基于该共融皮肤，成功实现了复杂水陆环境中高信噪比的心电与肌电信号连续监测，为下一代全天候、两栖型可穿戴生物电子器件提供了创新性解决方案。

江南大学化学与材料工程学院2024级硕士生侯佳宇为论文第一作者。江南大学刘天西教授、董建成副教授以及韩国科学技术院Steve Park教授为论文的共同通讯作者。

论文连接：https://doi.org/10.1002/adma.73563