電子皮膚的新突破

劉燕

電子皮膚，是一種可以讓機(jī)器人產(chǎn)生觸覺的系統(tǒng)。能像衣服一樣附著在設(shè)備表面，能夠讓機(jī)器人感知到物體的地點和方位以及硬度等信息。新型柔性傳感器的發(fā)明，使電子皮膚具有觸覺的同時也可以感應(yīng)到濕度和溫度的變化，在此之前，只有真正的皮膚才擁有這樣的功能。

新發(fā)明的最大特點就是，傳感器可以同時檢測到三種數(shù)據(jù)的變化，奧秘就在于研究者所使用的是直徑只有5～8納米的單層覆蓋納米粒子。傳感器的核心由金屬制成，外圍被起連接作用的分子包圍。當(dāng)把這些納米顆粒都放在一個由PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）制成的底襯，底襯的彎曲程度就可以決定傳感器內(nèi)部的電荷變化。這個電學(xué)性質(zhì)意味著，傳感器可以檢測到較大范圍的壓力變化。

電子皮膚的問世是臨床醫(yī)學(xué)的福音，一些移植學(xué)人士看好這項技術(shù)，認(rèn)為它今后可以運用于皮膚移植，或用于改進(jìn)沒有感知力的假肢。隨著透明和可拉伸電子皮膚的相繼出現(xiàn)，以及與新型生物傳感器的結(jié)合運用，人造電子皮膚與人類皮膚的功能將越來越接近。

早在2011年，電子皮膚就已經(jīng)在美國問世，其基礎(chǔ)體是一種聚合樹脂制成的膠片，膠片表面有黏性，覆蓋有發(fā)揮信號感知和傳導(dǎo)作用的一種鍺硅混合納米線，而后在納米線上安裝納米級傳感器，再覆蓋以一種對壓力敏感的橡膠。

但這項技術(shù)卻一直無法被真正運用到實際中，若要被廣泛運用，一個柔性傳感器必須滿足以下要求：能在低電壓下運行，能感受較大范圍的壓力，能同時測量多個指標(biāo)如濕度、溫度、壓力和化學(xué)物質(zhì)的存在。除此之外，這些傳感器還必須具有快速、簡單的生產(chǎn)流程和較為低廉的生產(chǎn)成本。