仿生皮膚,通過仿生設計實現對人類皮膚組織的模擬與重構,是一種人造皮膚,可用于醫療、機器人兩大領域,功能包括但不限于良好的機械性能、優良的生物相容性、可生物降解性等。
皮膚是人類重要器官,具有感知、保護、排泄等作用,可感知溫度、壓力等,保護人體不被細菌、病毒等侵害以及穩定體溫,可分泌汗液、皮脂等,并具有優良的彈性、自愈性,可拉伸、回彈,受損時可自行愈合。
此外,仿生皮膚在醫療領域還可用于醫療器械例如假肢等制造領域。假肢是利用工程技術設計和制造的用來代替肢體部分功能的醫療器械,適用于截肢患者。假肢沒有感知能力,患者使用效果較差,為完善其功能、提高其類人化程度,仿生皮膚必不可少。
從機器人方面來看,仿生皮膚可讓機器人產生類似于人類的觸感,具有感知溫度、壓力、疼痛等能力,降低其受到傷害的可能性,并在受到損傷時可以自我修復,從而大幅提高機器人的智能化程度與類人化程度。
仿生皮膚在推動醫療技術、信息技術發展方面具有重要意義,因此參與研究的國家與相關機構正在不斷增多。美國斯坦福大學團隊開發出一種由多層材料合成的柔性皮膚,每層材料的感知能力不同,可感知壓力、溫度、張力等,并可實現自動愈合;中國電子科技大學團隊制備出仿生共聚物薄膜,具有變色、自愈、彈性、可伸縮等能力;中國科學院寧波材料所科學家提出了基于SPS效應的仿生皮膚,可實現從觸覺到痛覺感知的動態轉變。
新思界
行業分析人士表示,目前已經開發問世的仿生皮膚可用于替代人類皮膚、醫療器械制造、機器人制造等各個領域。2022年,全球人造皮膚市場規模達到120億元,預計2022-2028年市場年復合增長率將達到16.9%,發展勢頭強勁。仿生皮膚屬于人造皮膚,其性能、功能更接近人類皮膚,未來市場發展空間更大。