新型人造皮膚可感知輕微觸摸
2010/9/27  閱讀數(shù)：

  據(jù)9月12日出版的《自然·材料》雜志報(bào)道，兩個(gè)獨(dú)立的美國(guó)研究小組近日以不同方法分別研發(fā)出了可感知輕微觸摸的人造皮膚。新的人造皮膚最終可用于制作假肢或具有觸摸功能的機(jī)器人。 


　　這兩種系統(tǒng)均可檢測(cè)到低于1千帕斯卡的壓力變化。這樣大小的壓力僅相當(dāng)于人們平時(shí)用手指打字或拿起一支畫筆的感覺。此前的系統(tǒng)僅能檢測(cè)到上萬帕斯卡，或僅能感應(yīng)幾十帕斯卡的靜態(tài)壓力。




　　美國(guó)斯坦福大學(xué)著名華裔化學(xué)家鮑哲南和同事使用的原料是彈性聚合物聚二甲基硅氧烷（PDMS）。她們量出約6平方厘米的PDMS，將其填入橡膠中做成電容設(shè)備。當(dāng)受到擠壓時(shí)，該設(shè)備的電容將發(fā)生變化。研究人員接著將該P(yáng)DMS電容與有機(jī)晶體管相連，即可測(cè)量電流的變化。結(jié)果表明，該設(shè)備可清晰地感受到一只青蠅或蝴蝶落在其上的壓力。雖然這種設(shè)備非常敏感，但由于目前尚不能拉伸，所以還不能應(yīng)用于假肢。鮑哲南預(yù)計(jì)，可應(yīng)用于假肢的有彈性的人造皮膚將于今年年底問世。不過，她表示，要制造出具有生物相容性的人造皮膚，還有很長(zhǎng)的路要走。




　　另一種人造皮膚由加州大學(xué)伯克利分校的阿里及同事所開發(fā)。他們采用的是接觸印刷技術(shù)，他們使用網(wǎng)格半導(dǎo)體納米線制造出了一個(gè)非常靈活的壓力敏感橡膠，其在壓力下可感知電阻的變化。




　　在一個(gè)約7平方厘米的正方形網(wǎng)格中，交叉縱橫的納米線可以作為晶體管。每個(gè)晶體管就像一個(gè)像素，可讀出壓力在每個(gè)位置所引起的電流變化。由于該設(shè)備主要由橡膠構(gòu)成，所以可以彎曲；更由于采用的是非常小的無機(jī)半導(dǎo)體，因此，該設(shè)備也非常靈活�？茖W(xué)家將其彎曲為U形，當(dāng)上端僅余5毫米空隙時(shí)，傳感器依然有效。




　　科學(xué)家表示，真正的人造皮膚應(yīng)當(dāng)與人類的皮膚相似，不僅能感知壓力、可彎曲、有彈性，還應(yīng)當(dāng)有許多其他的功能，比如能夠像人類皮膚一樣感受到由抓撓等側(cè)壓產(chǎn)生的壓力，可以與人類的大腦整合到一起等。




　　不過，科學(xué)家相信，人造皮膚將很快應(yīng)用于機(jī)器人領(lǐng)域，而且可能同時(shí)具備上述兩種設(shè)備的共同特點(diǎn)�？茖W(xué)家認(rèn)為，雖然制造出真正的人造皮膚還面臨著巨大的挑戰(zhàn)，但這兩個(gè)研究小組的工作已經(jīng)將人類帶入到智能材料時(shí)代。

編輯：商務(wù)部