什么原理打造出人造皮肤，电子皮肤的开发

韩国科学家最近发表了一种高灵敏的感压膜(pressure-sensing membrane)，它能感知落下的水滴、手腕的脉搏，甚至是瓢虫轻盈的步伐也难以躲过此「电子皮肤」(electronic skin)的感测。首尔大学的多尺寸仿生系统实验室(Multiscale Biomimetic Systems Laboratory)根据仿生学的概念，从耳内、肠道及肾脏的信号传递系统汲取灵感。这些器官内的薄膜产生凹陷、起伏或弯曲时，薄膜表面的绒毛会因彼此摩擦而链接并产生讯号。此外，他们也受到甲虫翅翼上固定机制的启发，加入了自组装的特性。该团队的装置主要由两片聚氨酯丙烯酸酯(polyurethane acrylate)薄板构成。这些薄板大小可达9 cm×13 cm，表面覆有由聚合物细丝(直径100 nm，长度1000 nm)所构成的稠密数组。细丝镀有厚度20 nm的铂金属涂层，并接种在一层基底膜上，基底膜则是由已强化导电性的聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane)所构成。

研究人员接着将这两片绒毛薄板面对面地接合，上下层的细丝如同魔鬼毡般啮合在一起，然而与魔鬼毡的机械式嵌合不同的是，薄板间是藉由凡得瓦力紧密相连，而且能逆向分开。这些奈米绒毛能在层板间传递电流，其电阻随着细丝接触的面积改变。对基底膜的轻触、下压或扭转都会使交织的奈米细丝产生摩擦或弯曲，进而造成电流值的改变。因为正向压力、横向剪力以及扭转会产生不同的反应曲线，故此装置能分辨出按压、搓揉以及扭转之间的差别。

此系统的应变系数(应力的改变所造成的电阻改变)对于正向压力、剪力以及扭力分别是11.5、0.75及8.53。相较之下，石墨烯正向压力感知器的应变系数为6.1，一般金属箔片感知器则约为2.0。此外，这些感知器仅能侦测单一方向的应力，若要使其能辨别压力、剪力和扭力，必须在各个方向配置感知组件。该研究团队表示，如此奈米连结机制并不需要整合复杂的奈米材料或层状数组，因此所制造出的感测平台具有简单、便宜且耐用的优点，适用于高效能大尺寸的应变传感器中。详见Nature Materials 11, pp.795-801 (2012)。原文来源于：星座女神测运势 http://mitsp.com/

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