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人造电子皮肤能知冷热分轻重 可助开发有“触觉”的假肢和可穿戴设备

来自美国和韩国的两个研究小组日前各自独立开发出一种人造电子皮肤。该材料不但能感受到冷热变化,还能检测出极其细微的压力,未来有望借此开发出有“触觉”的可穿戴设备和假肢。

  假肢的发展已经走过了漫长的道路。如今,最新的假肢装置已能与神经系统相连,甚至能通过大脑信号直接对其进行控制,大幅度提升残疾人的生活质量,帮助他们获得一定的自主生活能力。不过,科学家们并不愿止步于此,他们希望开发出像皮肤一样的材料,帮助肢体残疾人士重新获得触觉。

  美国斯坦福大学化学工程师鲍哲南花了近10年的时间来研究电子皮肤,希望能让其具备人体皮肤的特性。日前,她和她的研究小组用一种有机电子材料打造出一种人工机械感受器系统。这种被称为数字触觉的系统由两层薄塑料片材料组成。顶层含有碳纳米管传感器,下层具有柔性电路。碳纳米管传感器在感受到压力后,柔性电路可发射出脉冲信号将信息发送给神经细胞。

  韩国蔚山国家科学技术研究所开发出一种皮状物质,能检测出微弱的压力和热量,主要由塑料和石墨烯聚合物制成,在原理和结构上和美国的大体类似。研究人员称,他们开发出的电子皮肤具有极高的灵敏度,能检测出水滴产生的压力和头发瞬间掠过的情形。

  除假肢外,这些材料在可穿戴式医疗诊断领域也有着广泛的应用,鲍哲南团队将数字触觉系统集成到一副手套当中,使其能精确反应出手在抓握时压力的大小;韩国的团队则用他们开发出的电子皮肤制作了一种能够监测血压的腕带。

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