科學家看見的下壹個變革：電子皮膚
隨著科技的演進，電子產品愈加貼近我們的生活，原本需要占滿整個房間的電腦，通常是只有國家機構才能擁有的產品，現在個人電腦已經成為家中必備的用品。
近年來，更因智慧型手機的普及，電子裝置不再局限於房間內，電子裝置幾乎成為了我們身體的壹部分，與我們如影隨形。
如同智慧型手機常標榜的，更輕、更薄、更方便攜帶成為每家廠商爭先追求的目標，但科學家們已經看到了更遠的未來， 電子皮膚 。
壹個好的電子皮膚，必須滿足這些條件
電子皮膚，顧名思義就是要模仿人體皮膚的模式，在目前的發展中，如下圖，它有幾個重要的研究方向和重要功能。?
電子皮膚功能的結構示意圖：感應器，積體電路，顯示器和電源。第二種皮膚所需的電子材料的新穎功能包括伸縮性，自我修復能力，生物相容性和生物降解性。 1首先是 可伸縮性（Stretchability） ，因為電子皮膚最終是要貼在皮膚上，所以電子皮膚必須能夠隨著我們肌肉的伸縮來延長、縮短。
不同於目前常見的矽和金屬，科學家們開始利用壹些聚合物半導體來替代現有的材料，讓裝置能夠有可拉長、伸縮的特質，嵌入在上面的各種電子元件也不會在拉扯的過程中輕易斷裂。?
另外壹個研究方向是 自我修復的功能（Self‐Healing） ，自然界中的自我修復主要有兩種機制1，壹種是利用血漿和催化劑在發現組織有損壞時，將化學物質送至損壞處，進而在該處合成，補上損壞的缺口，但它的缺點便是它有次數限制，當血漿或催化劑用盡後，便無法再做修復。
因此科學家研發出另壹類自我修復材料，他們利用材料中分子的壹些特性，例如氫鍵，分子間作用力等，能夠使斷裂的分子之間重新連結，並達到自我修復的功能，而因其簡單且能重復的特性，被科學家拿來做為主要的發展方向。
接著是 生物相容性（Biopatibility） 。因為未來其可能放入人體中，所以要避免有免疫反應這類天生防護系統的作用，若貼在我們現有的皮膚上，那其必定要有透氣的功能，否則沒有人能夠整天戴著它。
該如何降低電子垃圾、對環境友善？也是電子皮膚研發過程中的重要議題。Wikipedia生物降解性（Biodegradability） 也是相當重要的研究重點，若電子皮膚具有生物降解性，不僅可以讓它對環境較為友善，在醫學跟生物學上也能夠實現無切除手術，目前科學家已經發現壹些材料能浸泡在水中就能夠讓其溶解掉1，這對未來電子皮膚的卸下有很大的幫助。
最後，導電性也非常重要，當電子皮膚的內部元件具有導電性後，我們便能安裝上各種功能的電子設備，例如顯示器，或電路。
想要能「曲」能伸的電子皮膚，好難看完了這五大研究重點方向，在研發電子皮膚的漫漫長路上，妳知道科學家大多都在哪壹個地方宣告失敗嗎？
以往已經有不少科學家做了類似的實驗，但「延展性」卻是難以跨越的技術門檻。如 Sheng Wang 與團隊用 PDMS 做的電子皮膚便是在拉伸後會產生問題，難以具備良好的延展性。
為什麽做出有延展性的電子皮膚這麽困難？要做出具有延展性的壹般人造皮膚並不困難，但換成電子皮膚時，電子皮膚內卻有導電用的「電極」！
當電子皮膚被拉長、伸縮時，電極也會壹並受到拉扯，導致電阻值上升，使得電路無法正常運作，因此，如何讓電極既能受到拉扯，又能回復電阻值，就是制作電子皮膚最大的困難點。
有困境就有突破！伸縮自如的新型聚合物隨著技術的進步，科學家突破重重困難，終於讓具備延展性的電子皮膚登場了！2
這壹次，Donghee Son 與他的團隊以奈米碳管（carbonnanotubes）作為電子皮膚中的電極、使用聚合物 PDMS-MPU-IU 作為基質。
由於 PDMS-MPU-IU 具備良好的自我修復能力與延展性，將這種聚合物和奈米碳管搭配起來後，便能使奈米碳管隨著基質的復原跟著回復，使電阻值回復到原先的大小，在具備導電性的基礎上，增加具備延展性、自我修復功能的電子皮膚。
作為電極的奈米碳管。Wikipedia此外，此材料還具備兩項優點：第壹，當我們以奈米碳管作為電極時，可以使這項材料用於顯示器或感應器的電極；第二，由於PDMS-MPU-IU 之間能透過氫鍵相結合，所以我們可以更容易將多個電子元件合並為壹個多功能的系統。
盡管 PDMS-MPU-IU 有望成為電子皮膚的材料，但當受到超出壹定大小的外力後，仍然難以在短時間內修復完畢，因此離實際應用還有壹段距離。
此外，這種聚合物並未具備生物降解性，在這壹個重視環保和重復使用的時代，我們難以忽視這個嚴重的缺點，如何減少這種電子皮膚造成的電子垃圾？這是是個必須要考慮的問題。
未來出門都不用手機啦！在二十世紀，人類比以往任何時候都更加依賴技術，但是我們仍然經常忘記攜帶或笨拙地摔壞我們的手機，如果我們可以把具備手機功能的電子設備嵌入皮膚的話，或許就能減少這個困惱。
PDMS-MPU-IU 因其在室溫下的高拉伸性，高堅固性和自動自我修復功能讓其成為電子皮膚考量的候選材料。即使這項技術還遠遠不及產業水平，如同修復時間過長與裝置在上面的電路還沒辦法太復雜3，但毫無疑問，在不久的將來，電子皮膚將成為攜帶式電子設備的最前沿。