來自美國和韓國的兩個(gè)研究小組日前各自獨(dú)立開發(fā)出一種人造電子皮膚。該材料不但能感受到冷熱變化,還能檢測出極其細(xì)微的壓力,未來有望借此開發(fā)出有“觸覺”的可穿戴設(shè)備和假肢。
假肢的發(fā)展已經(jīng)走過了漫長的道路。如今,最新的假肢裝置已能與神經(jīng)系統(tǒng)相連,甚至能通過大腦信號直接對其進(jìn)行控制,大幅度提升殘疾人的生活質(zhì)量,幫助他們獲得一定的自主生活能力。不過,科學(xué)家們并不愿止步于此,他們希望開發(fā)出像皮膚一樣的材料,幫助肢體殘疾人士重新獲得觸覺。
美國斯坦福大學(xué)化學(xué)工程師鮑哲南花了近10年的時(shí)間來研究電子皮膚,希望能讓其具備人體皮膚的特性。日前,她和她的研究小組用一種有機(jī)電子材料打造出一種人工機(jī)械感受器系統(tǒng)。這種被稱為數(shù)字觸覺的系統(tǒng)由兩層薄塑料片材料組成。頂層含有碳納米管傳感器,下層具有柔性電路。碳納米管傳感器在感受到壓力后,柔性電路可發(fā)射出脈沖信號將信息發(fā)送給神經(jīng)細(xì)胞。
韓國蔚山國家科學(xué)技術(shù)研究所開發(fā)出一種皮狀物質(zhì),能檢測出微弱的壓力和熱量,主要由塑料和石墨烯聚合物制成,在原理和結(jié)構(gòu)上和美國的大體類似。研究人員稱,他們開發(fā)出的電子皮膚具有極高的靈敏度,能檢測出水滴產(chǎn)生的壓力和頭發(fā)瞬間掠過的情形。
除假肢外,這些材料在可穿戴式醫(yī)療診斷領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用,鮑哲南團(tuán)隊(duì)將數(shù)字觸覺系統(tǒng)集成到一副手套當(dāng)中,使其能精確反應(yīng)出手在抓握時(shí)壓力的大??;韓國的團(tuán)隊(duì)則用他們開發(fā)出的電子皮膚制作了一種能夠監(jiān)測血壓的腕帶。