中科院研制出零下40℃仍强韧导电的形状记忆离子皮肤

聚氨酯作为工业领域广泛应用的基础材料，长期受限于低温环境下脆性增加、易碎裂的固有缺陷。2026年2月11日，中国科学院兰州化学物理研究所科研团队宣布取得关键技术突破，成功研制出一种具备多功能特性的形状记忆离子皮肤，有效克服了传统聚氨酯在极端低温条件下的性能局限。

该成果依托精准分子工程设计，通过引入含氟扩链剂及多点位氢键结构单元，构建出具有动态响应能力的新型网络体系。其中，氟原子因其高电负性发挥关键作用：一方面与封端基团形成稳定离子键，显著增强整体分子网络的结构刚性；另一方面借助偶极相互作用对阳离子实施空间锚定，从而开辟高效、定向的阴离子传输路径。与此同时，密集分布的氢键不仅提升了材料的延展韧性，还赋予其自主修复损伤的能力。氟元素与阳离子的协同效应，与氢键网络的力学支撑相辅相成，使材料在保持优异机械强度的同时，兼具稳定而灵敏的导电响应特性。

经实测验证，该离子皮肤在零下四十摄氏度的严苛环境中仍能维持良好的力学性能——强度不衰减、韧性不损失、拉伸形变能力稳定可靠；尤为突出的是，其电阻值随温度降低呈现规律性上升，这一特性为高精度低温传感提供了天然适配基础。目前，该材料已展现出广阔的应用前景：既可作为低温作业机器人的仿生触觉表层，亦能高保真识别关节微幅运动、准确分辨不同呼吸节律，为下一代可穿戴式医疗监测系统提供了兼具可靠性与适应性的核心材料支撑。相关分子结构设计理念及其在极地环境下的功能实现路径，已在研究中完成系统性验证与可视化呈现。