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斯坦福大學(xué)鮑哲南教授團隊:高密度超敏感的電子皮膚有望實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)
2018-02-26  來源:康健新視野
關(guān)鍵詞:電子皮膚 量產(chǎn)

  斯坦福大學(xué)鮑哲南教授團隊通過將“人造皮膚”的概念推上了新高度給電子元件的發(fā)展奠定了基礎(chǔ),他們不但展示了可以感受到瓢蟲腿兒的精密可拉伸電子元件,并且展示了能夠大規(guī)模制造這種元件的工藝。人類可以通過多種方式感受這個世界,我們的視覺、聽覺、嗅覺、味覺,還有觸覺。我們通過雙手對這個世界的感知得益于我們敏感的指尖,在我們觸碰火焰之前,就可以感受到它的熱度,也可以感受得到新生兒面部的嬌嫩和柔軟。

圖片來源:斯坦福大學(xué)

  但是對于那些佩戴假肢的人群來說,則失去了這樣的能力。來自斯坦福大學(xué)的鮑哲南教授領(lǐng)導(dǎo)團隊多年以來一直致力于進行“有觸覺”的“人造皮膚”的開發(fā)。其實,這是一種獨特的電子元件,它可以被拉伸,利用敏感的電子材料制成,能夠感受到微小的壓力帶來的電流變化。

  在 19 日發(fā)表在《Nature》上的文章中,團隊描述了兩項技術(shù)上的突破:第一是她們創(chuàng)造了一個可伸縮的聚合物電路,用集成的觸覺傳感器可以檢測一個人造的小蟲的微弱的足跡。雖然這項技術(shù)成就本身就是一個里程碑,但第二個則是更為實際的進展,是一種大規(guī)模生產(chǎn)這種新型柔性、可伸縮電子原件的方法——這是商業(yè)化道路上的關(guān)鍵一步。

  “對人造皮膚和柔性電子產(chǎn)品的研究已經(jīng)取得了很大的進展,但直到現(xiàn)在還沒有人證明可靠地生產(chǎn)可拉伸電路的過程!滨U哲南教授說。

圖片來源:斯坦福大學(xué)

  該團隊實現(xiàn)了數(shù)層聚合物的完美整合,它們其中一些提供了裝置的可拉伸性,其他的作為絕緣體隔離電子敏感材料。其中有一個環(huán)節(jié),他們使用了噴墨打印機,在特定的涂層上進行電路繪制。該團隊已經(jīng)成功地將其材料做成了大約兩英寸的正方形,其中有 6000 多個獨立的信號處理裝置,就像合成神經(jīng)末梢一樣。所有這些都封裝在防水保護層中。

  這個原型可以被拉伸到原來的尺寸的兩倍,同時又能保持它在沒有裂縫、分層或褶皺的情況下導(dǎo)電的能力。為了測試耐久性,研究小組對樣本進行了超過 1000 次的拉伸,但沒有造成明顯的損傷或靈敏度下降。當研究人員將他們的樣本粘在人手上這種不規(guī)則的表面時,效果也依然非常好。

  有一天,在假肢的表面,可能就會由這種柔性電子材料覆蓋,但是在此之前,這項技術(shù)可能為我們帶來新的柔性電子設(shè)備,對現(xiàn)有的剛性電子設(shè)備帶來革命性的改變。

  論文鏈接:https://www.nature.com/articles/nature25494

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(責任編輯:xu)
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