上海科技大学等《Adv Mater》：利用石墨烯/丝绸结合制备可防火/报警的人工智能纳米离子皮肤

成果简介

随着5G时代的到来，仿人机器人、移动操控机器人、自动探测机器人等人工智能机器人将成为主要增长领域。与其他工业电子技术一样，这些人工智能系统的安全性将成为一个重要问题，因为它们经常用于易燃、易产生静电和易爆的环境中。因此，轻巧高效的基于织物的防火皮肤仍然是人造机器人的目标。需要能够与环境和机器动态交互并能够主动检测并提供早期警报的防火皮肤，因为这样的组合功能将有利于轻量化机器人系统的优化设计。

本文，上海科技大学物质学院凌盛杰课题组等研究人员在《ACS Materials Letters》期刊发表了题为“Electro-Blown Spun Silk/Graphene Nanoionotronic Skin for Multifunctional Fire Protection and Alarm”的论文，研究采用合理设计的高通量电喷纺丝技术开发了一种阻燃丝绸/石墨烯纳米离子电子（SGNI）皮肤，其生产效率比静电纺丝更高效。

这些阻燃 SGNI 皮肤结合了纳米纤维和离子电子材料的优点，具有可持续性、导电性、高度多孔性、机械强度、高度可拉伸、自粘、湿度和温度敏感性。这些优点支持将 SGNI 皮肤组装成火灾报警系统，对手机、云和中央控制系统进行实时报警（2 秒响应）。将阻燃剂和火警材料结合到智能皮肤中的概念可能为机器人和人机交互保护皮肤的设计提供潜在的解决方案。

图文导读

图1、SGNI 皮肤的制备流程

图2、SGNI 的旋转和粘合特性。

图3、SGNI 皮肤的阻燃性

图4、SGNI皮肤的应用。

小结

综上所述，本文利用电喷纺技术开发了一种智能防火的SGNI皮肤。该技术的优势在于简化了无溶液电导率的处理，以提高至少5-10mLh–1 的制造速率，该制造过程还提供了实现大规模样品的潜力。此外，通过利用石墨烯片，SGNI 表层显示出良好的耐火性，130 µm 厚的表层粘附在纸板表面，以延长耐火性并防止火势蔓延。这些 SGNI 皮肤被设计成可以在 2 秒内触发的火焰警报系统，在机器人技术和人机交互中提供作为薄、敏感和智能保护皮肤的潜在用途。

文献：https://doi.org/10.1002/adma.202102500