综述：MXene集成多功能水凝胶在组织再生治疗中的作用：构建、机制及生物医学应用

这篇综述系统梳理了智能摩擦电材料（Triboelectric Materials）在电子皮肤（e-skin）中的分子设计与复合策略，涵盖1D纤维、2D织物/薄膜和3D凝胶的构建方法，重点探讨了其拉伸性、自修复性、防水透气性和生物相容性等关键特性，并阐述了其在医疗监测、运动传感和人机交互（HMI）中的前沿应用，为下一代可穿戴系统的多功能集成提供了新思路。

　　

智能摩擦电材料的崛起

近年来，随着物联网（IoT）和仿生技术的发展，模仿人类皮肤功能的电子皮肤（e-skin）成为研究热点。传统传感技术如压电、电容和压阻传感器在能量收集和复杂环境适应性方面存在局限，而基于摩擦电效应（Triboelectric Effect）的e-skin通过接触起电和静电感应耦合机制，实现了机械信号到电能的高效转换，为自供电（Self-powering）和医疗监测提供了新途径。

多维材料设计策略

智能摩擦电材料从1D纤维到3D凝胶的多维结构设计，赋予e-skin可拉伸性（>500%应变）、自修复（室温下24小时内恢复90%性能）和生物相容性（细胞存活率>95%）。例如，聚二甲基硅氧烷（PDMS）基复合材料通过氢键动态网络实现快速自修复，而MXene掺杂水凝胶则兼具高导电性（10³ S/m）和抗菌性（对大肠杆菌抑制率>99%）。

功能特性与临床应用

e-skin的核心功能包括：

• 防水透气性：仿生微孔结构实现水蒸气透过率（WVTR）>2000 g/m²/day，同时抵抗液体渗透；

• 高灵敏度：摩擦电传感器可检测0.1 kPa的微弱压力，适用于脉搏波和声带振动监测；

• 人机交互：通过机器学习算法解析手势信号，控制机械臂的抓取精度达±0.1 mm。

挑战与未来方向

尽管智能摩擦电材料在医疗监护（如糖尿病足溃疡预警）和运动分析（运动员姿态矫正）中表现突出，但仍需解决材料耐久性（>10万次循环测试）与大规模集成工艺的兼容性问题。未来结合人工智能（AI）优化材料基因组设计，或推动e-skin在虚拟现实（VR）和远程医疗中的突破性应用。