美科學(xué)家研制可拉伸觸感材料 將可制人造皮膚

在日常生活中我們已經(jīng)非常習(xí)慣于觸摸屏的應(yīng)用，如手機(jī)的觸摸屏也已經(jīng)相當(dāng)普遍。但是現(xiàn)在，美國(guó)斯坦福大學(xué)的研究人員們正打算將這一套技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)展，并將其應(yīng)用到更加廣泛的領(lǐng)域中去，這將對(duì)諸多消費(fèi)品技術(shù)，機(jī)器人以及其他很多領(lǐng)域產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

研究小組設(shè)計(jì)了一款透明，可拉伸的感受器，它可以重復(fù)使用而不會(huì)起皺，每次觸碰后都會(huì)立即回復(fù)原狀。科學(xué)家們希望這項(xiàng)技術(shù)未來可以在醫(yī)學(xué)上得到應(yīng)用，如設(shè)計(jì)可以調(diào)節(jié)緊繃感的繃帶，甚至可以用來制作人造皮膚，幫助病人恢復(fù)觸覺，或者設(shè)計(jì)具有觸覺的機(jī)器人。當(dāng)然，在傳統(tǒng)的觸摸屏和計(jì)算機(jī)方面，它將更加具有用武之地。

研究人員們首先向一層硅材料表面噴灑一層碳納米管材料，隨后對(duì)其進(jìn)行反復(fù)拉伸，zui終這些碳納米管定向排列成了“彈簧狀”。這種彈簧可以向任意方向拉伸，這一過程中可以測(cè)量施加在材料上的力的大小，并且多次反復(fù)拉伸都不會(huì)導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)破壞。

這種材料采用了電容原理，如下：用兩塊平行的導(dǎo)電板合成在一起。當(dāng)其中一塊或全部?jī)蓧K板受力壓迫，兩塊板之間的間距將減小，從而增加感受器的電容。這種增加是可以被定量測(cè)量的。拿這種具體的材料來說，這兩塊平行導(dǎo)電板是用鍍了碳納米管層的硅材料制成的，中間還加了一層儲(chǔ)存電荷的硅質(zhì)層。

小組組員，博士后研究生戴倫·利波密（Darren Lipomi）介紹說，這種可拉伸材料可以感受很大范圍內(nèi)的各種觸碰。也就是說，不論你是用兩根手指輕輕觸碰它，還是找來一頭大象狠狠踩上去，它都能感受得到。

在目前階段，該小組的這一材料的敏感度相較這一小組之前設(shè)計(jì)的另外一種材料還差一些。當(dāng)時(shí)他們?cè)O(shè)計(jì)的材料非常敏感，甚至可以感受一只20毫克的蒼蠅尸體的重量。不過，有了之前的這一經(jīng)驗(yàn)，小組成員便可以將其用作對(duì)現(xiàn)在正在開發(fā)的這項(xiàng)新技術(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)的工具了。斯坦福大學(xué)化學(xué)工程教授包哲南（Zhenan Bao）說：“我們只需對(duì)電極的表面稍加改動(dòng)就能取得與之前的那種材料同樣的敏感度。”

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