在科幻电影中，我们经常可以看到这样的桥段——角色们通过触碰皮肤，就能够精准操控电子设备，与他人通话或进行视频。在过去，这一场景被大多数人认为只可能存在影视作品当中。不过，随着科学的进步，这一奇幻场景或许在不久的未来就能够出现在真实世界。

　　再生医学网获悉，近日，韩国基础科学研究院的Hyeon Taeghwan和Kim Dae-Hyeong教授及其研究团队公布了一种制造纳米膜形式的复合材料的新方法，该复合材料具有上述所有特性。这种新的复合材料由金属纳米线组成，这些金属纳米线在超薄橡胶膜内以单层形式紧密地排列。相关研究结果发表在2021年8月27日的Science期刊上，论文标题为“Highly conductive and elastic nanomembrane for skin electronics”。

　　这种新型复合材料是使用该研究团队开发的一种称为“浮动装配法（float assembly method）”的工艺制成的。浮动装配法利用了马拉高尼效应（Marangoni effec），这种效应发生在具有不同表面张力的两个液相中。当表面张力存在梯度时，就会产生从表面张力低的区域流向表面张力高的区域的马拉高尼流（Marangoni flow）。这意味着将表面张力较低的液体滴在水面上会降低局部的表面张力，由此产生的马拉高尼流使滴下的液体在水面上薄薄地扩散。

　　这种纳米膜是用浮动装配法制造的，它包括一个三步过程。第一步是将一种复合溶液---金属纳米线、溶解在甲苯中的橡胶和乙醇的混合物---滴在水面上。由于其疏水特性，甲苯-橡胶相保持在水面之上，而金属纳米线最终停留在水相和甲苯相的界面上。这种复合溶液中的乙醇与水混合，降低了局部的表面张力，从而产生了向外传播的马拉高尼流，阻止了金属纳米线的聚集。这使这种纳米材料在水和非常薄的橡胶/溶剂膜之间的界面上聚集成单层。在第二步中，表面活性剂在滴入后产生第二波马拉高尼流，使金属纳米线紧紧地压实。最后，在第三步中，甲苯被蒸发，得到一种具有独特结构的纳米膜：高度压实的单层金属纳米线部分嵌入超薄橡胶膜中。

　　它的独特结构允许在超薄橡胶膜中进行有效的应变分布，从而获得优异的物理性能，比如超过1000%的伸展性，而厚度仅为250纳米。该结构还允许纳米膜彼此之间的冷焊接和双层堆叠，这导致了超过100000 S/cm的类似金属的导电性。此外，这些作者证实该纳米膜可以用光刻技术进行图案化，而光刻技术是广泛用于制造商业半导体设备和先进电子产品的一项关键技术。因此，预计该纳米膜可以作为皮肤电子设备的一种新的平台材料。

　　这项研究的意义可能远远超出皮肤电子设备的发展。虽然这项新的研究展示了由苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯（SEBS）橡胶内的银纳米线组成的复合材料，但也有可能将浮动装配法用于各种纳米材料，如磁性纳米材料和半导体纳米材料，以及其他类型的弹性体，如热塑性聚氨酯弹性体橡胶（TPU）和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SIS）。因此，预计浮动装配法可以开辟新的涉及各种类型的具有不同功能的纳米膜的研究领域。

　　皮肤电子设备虽然看似炫奇，但在临床医学领域，却拥有着十分广阔的应用前景。对此，再生医学网表示，无论是针对特殊人群的健康监测，还是临床医学常用到的健康诊断，皮肤电子设备都具不可或缺的重要意义。