当前位置:首页 > 知识

人造电子皮肤损伤后可自行修复,预计会产生类似人类触觉的机器人


图为5层交替层压薄膜的人造人类深度剖面数字显微镜照片,不混溶动态聚合物薄膜。电皮的机来源:斯坦福大学。肤损复预

科技日报记者 张佳欣。伤后

斯坦福大学的可自研究人员首次在最新一期《科学》杂志上展示了一种多层薄膜传感器,可以在愈合过程中自动重新排列。行修这是产生触觉模仿人类皮肤的关键一步。这一进步表明,器人机器人和假肢的人造人类新时代可能会到来,他们将拥有由类人触觉的电皮的机自愈合成材料制成的“皮肤”。

斯坦福大学博士生克里斯·库珀说,肤损复预人类皮肤有很多层,伤后在愈合过程中分工相当清晰有序,可自每层都会有选择地自行愈合,行修以恢复整体功能。产生触觉而新的电子皮肤层可以模仿这一点,它也是由层组成的。通过涉及分子识别和信号传输的复杂过程,重建具有原始分层结构的组织,刚刚进化出免疫机制。

研究人员说,多层人造皮肤有不同的功能层,每层薄到1微米,甚至更薄。10层或更多层堆叠在一起的厚度不超过一张纸。有些层可能感觉到压力,有些层感觉到温度,有些层有张力。不同层的材料可以设计成具有感应热、机械或电气变化的特性。

为什么这种人造皮肤可以自动修复?秘密在于,每层的主干都由长分子链组成。这些长分子链通过动态氢键定期连接,就像将DNA链的双螺旋连接在一起的分子链一样,使材料可以在不撕裂的情况下反复拉伸。

研究人员使用聚丙二醇和聚二甲基硅氧烷,这两种聚合物及其复合材料不溶,氢键使它们相互粘合,创造了耐用的多层材料。

这两种聚合物的优点是加热时会变软流动,但冷却时会凝固。因此,研究人员可以通过加热人工皮肤来加速愈合过程。在室温下,愈合可能需要一周的时间,但当加热到70℃时,可以在24小时内愈合。经过设计,这两种材料在适当的温度范围内具有与真实皮肤相同的粘度和弹性。

总编辑圈点。

棱角分明,材料坚硬,缺乏灵活性。。。如果你仔细观察我们周围的各种电子和机械设备,你会发现它们中的大多数都有这个共同的特点。即使是用来提供陪伴或咨询服务的人形机器人,其外观也很硬,很冷,有点不符合它的“身份”。柔性材料领域的科学家正盯着这个痛点。他们试图使用柔性、贴合甚至接近人类皮肤的柔性材料,使电子设备和智能终端更温暖、更容易使用。

分享到: