1946年，美国人做出了第一台电脑；1981年，IBM推出了第一台个人计算机；2007年，乔布斯向世界展示了第一代iPhone。发展到今天，智能手机几乎成为了人类生活中的“必需品”。同时每一次技术的革新也伴随着交互方式的演变。便携、柔性的人机交互器件在物联网、智能机器人等领域具有重要的作用，用户能够通过它们完成与系统的信息交换，或向系统发送指令。但如何制备柔性可穿戴的人机交互器件仍是一个难题。
众所周知，人体中神经信号的传递是依靠离子的运动来完成的，也就是我们在生物课上学过的“神经冲动”。受此启发，包含有盐溶液的离子导电水凝胶材料被广泛用于设计制作柔性可拉伸电子器件，通过其中包含的自由离子来实现导电或电信号传递的功能。
水凝胶是一种由水和凝胶骨架构成的聚合物材料，很多人爱吃的果冻就是一种典型的水凝胶。
然而水凝胶所包含的水在低温环境下会结冰，导致材料变脆，同时也限制了其中离子的自由运动造成电导率下降。近期，中国科学院宁波材料技术与工程研究所智能高分子团队基于在聚合物凝胶领域长期的研究基础，受树蛙等抗冻生物的启发，开发了一种基于有机凝胶的人机交互设备。研究人员首先合成了一种由纳米粘土交联聚丙烯酰胺分子链形成的水凝胶。
然后呢，将其浸泡在乙二醇和水的二元溶剂中，在这个过程中，水凝胶包含的水分子被部分置换成了乙二醇分子，称其为有机凝胶。就像阿拉斯加树蛙在严寒中体内出现的高含量血糖一样，多元醇的存在使得这种有机凝胶具有优良的抗冻性能，包括-30℃下良好的可拉伸性，离子电导率，透明度以及自修复性。
进一步以有机凝胶为电极与弹性体组装制备了摩擦纳米发电机，类似于“三明治”，两层弹性体夹了一层有机凝胶。
想必大家都知道摩擦起电，丝绸和玻璃棒相互摩擦之后一个带正电，一个带负电。这是因为不同的材料对电子的吸引能力不同，在摩擦过程中发生了电荷转移，就好比玻璃中的电子跑到了丝绸上。TENG也是如此，拍打TENG时，在拍打材料与TENG表面摩擦层发生了类似的摩擦起电现象，然后TENG表面的摩擦层所带电荷使得有机凝胶产生了感生电流，不断的拍打会使摩擦层所带的电荷数量不断变化，有机凝胶中便会产生连续的交流电。
得益于有机凝胶良好的抗冻性能，该有机凝胶TENG在-30℃仍保留了良好的发电性能。
然后呢，我们将五个TENG附着在了五根手指上，开发了一种可穿戴的人机交互键盘。手指按压时，对应的TENG能产生相应的电压信号，将有信号的手指输出结果定义为“1”，相反定义为“0”，那么五个手指相互配合便能够产生一组五位的二进制编码。进而转换为对应文字信息显示在显示器上。本工作为凝胶材料在人机交互领域的应用提供了新的思路。
可以设想，今后不用键盘，动动手指就可以完成对电子设备的控制或者信息的输入，尤其是在极地科考等领域，附在手套上的TENG能够使科考人员随时随地方便地进行指令控制，是不是很酷呢？