全方位拉伸亦能保持靈敏度,仿生電子皮膚像鱷魚皮般柔韌

科技日報北京3月20日電開發具有多種感官的電子皮膚對於康復、醫療保健、假肢和機器人科技等諸多領域都至關重要。這項科技的關鍵之一是可拉伸壓力感測器,它可檢測各種類型的觸摸和壓力。最近,韓國浦項科技大學和蔚山大學的聯合團隊受鱷魚皮啟發,創造出一種全方位可拉伸壓力感測器。研究結果以封面論文形式發表在最近的《Small》雜誌上。

科技日報北京3月20日電(記者張夢然)開發具有多種感官的電子皮膚對於康復、醫療保健、假肢和機器人科技等諸多領域都至關重要。這項科技的關鍵之一是可拉伸壓力感測器,它可檢測各種類型的觸摸和壓力。最近,韓國浦項科技大學和蔚山大學的聯合團隊受鱷魚皮啟發,創造出一種全方位可拉伸壓力感測器。研究結果以封面論文形式發表在最近的《Small》雜誌上。

鱷魚具有非凡的感知能力,能探測小波浪和獵物的方向,這是通過其皮膚上的極其複雜且敏感的感覺器官實現的。該器官由半球形的感覺凸起組成,以重複的管道排列,之間有皺紋鉸鏈。當鱷魚移動身體時,鉸鏈變形,而感覺部分不受機械變形的影響,使鱷魚在水下游泳或捕獵時對外界刺激保持异常敏感。

研究團隊從鱷魚皮獨特的感覺器官中汲取靈感,開發出帶有微型圓頂和皺紋表面的全向可拉伸壓力感測器。

通過發明一種帶有細小皺紋的半球形彈性聚合物,其中包含長納米線或短納米線,研究人員創造了一種效能優於現時壓力感測器的設備。其他感測器在機械變形時會失去靈敏性,但新型感測器表面細小的皺紋結構,受壓時會展開,在一個方向拉伸高達100%和兩個不同方向拉伸高達50%時,都能對壓力保持异常敏感。

為了評估其效能,研究人員將感測器安裝在塑膠鱷魚身上並將其浸入水中。有趣的是,安裝的感測器也能够檢測到小水波,成功複製了鱷魚感覺器官的感知能力。

【總編輯圈點】

提到鱷魚,雖然大多數人沒上手摸過,但總下意識認為它的皮膚應該挺粗糙。實際上,鱷魚皮上那些斑點狀的隆起中,佈滿神經末梢,它非常敏感,能幫助鱷魚感覺到水流的微小變化。你以為皮膚只是它的鎧甲,但其實也是它重要靈敏的器官。受鱷魚皮啟發,科研人員採取“褶皺+隆起”的結構,開發出全方位可拉伸壓力感測器,類比鱷魚皮膚的能力。它可感受來自各個方向的細微壓力變化,嵌入電子皮膚,用於可穿戴設備,改善這些產品的功能。

本文標題: 全方位拉伸亦能保持靈敏度,仿生電子皮膚像鱷魚皮般柔韌
永久網址: https://www.laoziliao.net/doc/1679393903072273
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