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1、电子皮肤需具备大面积拟人多模态传感能力

人体皮肤不仅充当与外界隔离的物理屏障，同时还拥有温度感知、压力感知等多项感知功能。除了灵敏的感知功能之外，皮肤还具有很多独特的机械特性，例如韧性、柔性、可伸展性等特点，这些丰富的特性使得皮肤能够紧贴在物体表面，为感知功能获得更大的接触面积。根据人体皮肤的功能特性，人们希望开发能模仿人类皮肤特征，通过定量的方式表达各种感觉的电子器件，即电子皮肤。区别于屏幕触控技术，电子皮肤识别的不仅仅是触摸位置，还可以识别触碰位置的力度。要将电子皮肤应用于智能可穿戴设备、机器人和假肢等设备上，就要求传感器必须是柔性的，并且是可拉伸的，以便能够覆盖在不规则形状的曲线表面并承受各种机械应力。电子皮肤的材料不仅要能够传导电信号，还要能够承受频繁的拉伸和弯曲，而不损失其功能，这样才能使得在具备足够的柔韧性和伸缩性的同时，保持传感器的灵敏度和稳定性。

一般来讲，机器人电子皮肤是指在较大面积上具备多模态感知（分布压力、温度、接近等）的拟人化柔性薄膜传感器，其核心功能是测量与外界接触时的触觉信息。随着柔性电子技术的发展和各领域的巨大需求，各类柔性电子皮肤触觉传感器纷纷在实验室问世，并且向着柔性化、弹性化、可拉伸性、轻量化和多功能化等方面发展。各行业对柔性触觉传感器的需求也与日俱增，新型医疗设备、仿生机器人、智能假肢、消费电子等领域都有柔性触觉传感器的身影。产业应用中，真正意义的大面积拟人柔性电子皮肤还未见广泛应用，主要产品为传统触觉传感器。主要应用包括生产场景主要包括以下几个方面：一是针对生产场景的协作机器人防护及碰撞检测传感器，其特点是包裹面积大，传感器本体柔性，核心功能是在轻微碰撞时保护机体，对空间分辨率和交互程度要求较少。二是机械手爪或灵巧手，其特点是表面柔性、传感面积小、灵敏度较高、可靠性较高，主要用于物品抓取场景，对空间分辨率要求视产品型号各异。三是消费电子领域，如某些耳机中的触摸- 滑动传感器，其特点是操作界面为硬质材料、集成度高、功耗小，主要用于对耳机的触摸操控，对空间分辨率有一定要求。四是非标订制场景，如足压测试采集垫、智能鞋垫等。实验室中应用于柔性电子皮肤的基础材料与结构原理，大多属于柔性电子领域的创新性研究，其设计—制备—测试的工艺流程并不成熟，目前传感器柔性与性能同一性、空间分辨率与引线数量、灵敏度与测量量程、测量面积与曲面共型之间的技术矛盾，还无法兼顾高灵敏度、宽感应范围、高精度和线性度等特性。

2、电子皮肤材料选择和结构设计是性能实现的关键

常见的电子皮肤主要由柔性基体和导电填料两部分组成。选取合适的柔性基体，可赋予电子皮肤基本的柔韧性；其次将导电填料和柔性基体复合，可在保障电子皮肤柔性的基础上，提供电子皮肤优异的电传感性能。

（1） 柔性基体：主要以具有弹性的聚合物材料为主

传统电子材料如硅、金属和氧化物等因为脆性大而在电子皮肤实际应用中受到限制，因此常需使用柔性材料或弹性材料作为构建电子皮肤的基体，如弹性薄膜基体、水凝胶基体、3D 海绵基体等。

弹性薄膜基体。弹性薄膜基体柔韧性优异、制备方式简单，是制备电子皮肤最为常见的基体之一。聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane，PDMS）、聚酰胺（PA）和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）常作为基材制成薄膜并用于电子皮肤。

水凝胶基体。水凝胶由交联的亲水性聚合物网络和大量水组成，其具备与人体皮肤组织相似的弹性模量，以及优异的生物相容性，是制备电子皮肤传感器的理想材料。然而，常见水凝胶基体，如聚乙烯醇（polyvinyl al⁃cohol，PVA）、聚丙烯酰胺（polyacrylamide，PAM）、聚丙烯酸等，并不具备导电能力。将其应用于电子皮肤，需要提升导电性。将导电填料复合到水凝胶基质中可有效提高其导电性。此外，导电聚合物前驱体（聚苯胺（polyaniline，PANI）、聚吡咯（polypyrrole， PPy）和聚（3，4-乙烯二氧噻吩）（poly（3，4-ethylenedioxythiophene，PEDOT）等）在水凝胶网络中的原位聚合可生成均相互穿网络本征导电水凝胶。

3D海绵基体。3D柔性海绵是由相互连接的金属颗粒或细丝组成的三维结构，常用的材料包括碳纳米管森林、气凝胶、聚合物泡沫和碳纳米管-碳颗粒杂化物等。其能通过增大材料的表面粗糙度和接触面积，来提升材料的传感性能，在电子皮肤柔性传感方面具备巨大潜力。

（2）导电介质：以纳米导电材料和合聚合物导电材料为主

大多数柔性基体本身不具备导电性，将导电介质与柔性体复合是制备电子皮肤的最为常见的方式。目前，主要的导电介质有复合纳米导电填料、导电聚合物、离子液体等。

纳米导电填料。导电填料能在交织重叠的网络中形成导电通路，在使材料具备出色的拉伸和保型能力同时提高其导电性。常见导电填料有碳基导电填料（MXene、氧化石墨烯、碳纳米管）、金属纳米颗粒/纳米线（Au NFs/Ag NFs）、液态金属颗粒（共晶镓铟，EGaIn）等。然而在引入导电填料时，往往会存在纳米导电填料分散性差、易聚集等问题。通过导电填料和基体材料直接的相互作用（静电相互作用、氢键等），可稳定导电填料并实现其均匀分散。

（3）合理的几何结构电子皮肤性能跃升关键

传统的导电材料如金属、硅等难以弯曲拉伸；而用液态金属［73-75］、纳米金属构建的金属导线虽具备一定的拉伸能力，但在使用过程中容易发生断裂。通过合理的结构设计，如多层复合、图案化等，能有效保障电子皮肤在拉伸、压缩过程中传感性能的稳定性。例如，通过材料多层复合结构将弹性基体与导电材料层状堆积，是一种简单而有效的制备柔性电子皮肤的策略。将难以延展拉伸的导电材料图案化，制备蛇形、马蹄形结构，能在保证其导电性能的同时提高其延展性。目前研究人员在通过图案化优化电子皮肤性能方面已经做出了相当大的努力，但仍存在拉伸性受限、基体要求高、合成工艺复杂、成本高等问题，难以满足大规模应用等问题。

3、 投资建议及相关标的

电子皮肤材料系机器人传动结构的重要组成部分，需求有望受益于行业空间增长而迅速扩张，个股方面建议关注福莱新材和祥源新材。

（1） 福莱新材

国内广告喷墨打印材料龙头，深耕功能性涂布复合材料。公司产品主要为广告喷墨打印材料、标签标识印刷材料、电子级功能材料、新型薄膜材料、胶粘材料等工业消费品及高端智能装备。公司深耕功能性涂布复合材料的研发、生产、销售，利用涂布及复合工艺技术，将吸墨材料、压敏胶、导电材料等与高分子薄膜材料复合而成，使材料具有吸墨、粘结、保护、导热、导电、绝缘等特定功能，产品广泛应用于广告宣传品打印、标签标识及消费电子和汽车电子领域。

前瞻性布局柔性传感器，有望在机器人皮肤应用场景落地。公司2017年开始研究柔性传感器相关产品，于2018年申请了温度、压力等相关的三项传感器方面的专利，2023年7月开始做产业立项规划。柔性传感器是一个新的前沿技术领域，在万物互联的时代，未来具有广泛的应用场景，既是涂布工艺是在传统技术延伸与产业升级，也是从传统的涂布复合材料领域向新兴的高科技领域拓展。公司正努力推进其在人形机器人电子皮肤、工业检测应用、智能穿戴、健康监测等领域的应用，并与相关公司进行合作研发。当前公司柔性传感器中试线主体已安装完毕，目前在调试功能和工艺参数，进展较为顺利。

（2） 祥源新材

公司是国内专注于聚烯烃发泡材料的行业领军企业。湖北祥源新材科技股份有限公司始建于2003年，于2021年成功上市，是一家集研发、生产、销售于一体的高新技术企业，公司专业生产环保交联聚烯烃泡棉（XPE/IXPE/IXPP）及聚氨酯泡棉（PU)、有机硅发泡材料、热失控材料等产品，产品远销世界五大洲。公司拥有先进的生产设备和生产技术工艺，现有广东、湖北、安徽、越南、泰国六个生产基地。拥有辐照线8条，挤塑生产线39条，发泡生产线51条，分切、复合、覆膜、压花等深加工设备满足各种需求。公司核心产品交联聚烯烃作为绿色环保的缓冲、密封、防水、减震材料，广泛应用在建筑装饰、消费电子、汽车内饰、新能源、医疗和包装等领域。2023年实现销售收入3.83亿，同比+2.69%，实现归母净利4102.06万元，同比-27.61%；2024年实现销售收入4.76亿元，同比+24.02%，实现归母净利润2557.51万元，同比-37.65%。