2024年4月17日，清华大学张莹莹教授（Yingying Zhang）课题组，在《Nature Communications》上发布了一篇题为“Intelligent perceptual textiles based on ionicconductive and strong silk fibers”的论文。论文内容如下：

一、 摘要

        将纺织品赋予感知功能，类似于人类皮肤，对于下一代智能可穿戴设备的开发至关重要。迄今为止，能够制备感知潜在危险并准确定位手指触摸的感知纺织品仍然是一个挑战。在本研究中，作者提出了基于导电丝素蛋白离子水凝胶（SIH）纤维设计和制备智能感知纺织品的方案，这些纺织品能够对外部危险做出电响应，并精确检测人体触摸。这些纤维具有优异的断裂强度（55 MPa）、延展性（530%）、稳定且良好的导电性（0.45 S·m(–1)），这归因于定向结构和离子的掺入。作者基于SIH纤维制备了的防护纺织品，可以对火、水以及尖锐物体做出反应，保护机器人免受潜在的伤害。此外，还设计了可以精准定位手指触摸的感知纺织品，作为便利的人机界面。该工作为设计下一代智能可穿戴设备以及重塑人机界面带来了新的启示。

二、背景介绍

        感知是人类皮肤的关键功能。虽然基于柔性薄膜的电子产品已经作为电子皮肤得到发展，但基于纺织品的电子产品可以为可穿戴电子产品提供更优异的柔性、透气性和舒适性。将感知功能整合到纺织品中将彻底改变人类与电子设备互动的方式，并促进智能可穿戴产品的进一步发展。 电子纺织品的最新进展已经实现了通信、传感、显示、供电等功能。然而，能够准确地定位人体触摸并帮助人类/机器人识别和应对火灾、水灾和骨折等危险的感知纺织品尚未报道。

        为了解决这一挑战，需要柔性、稳固和导电的纤维作为基本单元。虽然金属导线和纳米碳基纤维具有良好的导电性，但它们在受拉力或循环弯曲变形时容易发生电气和机械故障。几何设计，如蛇形、剪纸或皱纹结构，可以赋予纤维一定的可拉伸性，但在与纺织品的兼容性方面存在挑战，并增加了失败和成本的风险。离子凝胶具有固有的柔性、导电性、透明性和韧性。它们可以通过移动离子传输电力，类似于生物组织。因此，具有生物相容性、机械强度和高离子导电性的稳固凝胶纤维有望被编织成所需的智能纺织品。

三、内容详解

3.1 高强度导电SIH纤维的制备

        为了制备感知性纺织品，作者首先制备了柔性、强