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柔性電子皮膚可“自愈”

2020-06-16 科技日報 毛黎
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  以色列理工大學的研究人員開發出一種柔性高分子材料,它在遭受“傷害”(即刮擦、割傷或扭傷)時能夠“自愈”。將其與傳感器相結合,有望獲得柔性具有自我修復能力的電子皮膚,未來可用于機器人、假肢和可穿戴設備上。

  在霍斯山姆·哈伊克教授的指導下,穆罕默德·卡迪布博士在以色列理工大學沃爾夫遜化學工程學院成功地研發出彈性高分子材料或彈性體后,目前正在研究將先進傳感器集成到彈性體的電子皮膚上。研究項目得到比爾和梅琳達·蓋茨基金會的部分資助,相關研究成果分別發表在《先進功能材料》和《先進材料》雜志上。

  以色列理工大學表示,經過數百萬年的進化,哺乳動物的皮膚發展成為傳感平臺,一方面對環境刺激具有高度敏感性,另一方面對溫度、鹽度、拉伸和折疊等外界作用具有極大的抵抗力。目前,人們在大力研發類似動物皮膚特性的人造電子材料和設備,相信它們在柔性機器人和人機界面等領域擁有巨大應用潛力。

  以色列理工大學表示,受人體皮膚生物修復過程的啟發,卡迪布決定研發與人體皮膚類似的自我修復系統,即自我修復電子皮膚。他首先研發出彈性體,其被拉伸至原長度的11倍也不會斷裂。此外,彈性體具有的獨特特性包括在自來水、海水或不同酸性溶液中能夠自愈。這讓它有望通過改造用來制作防水的柔性動態電子設備,該設備在水中遭到機械損傷時能夠自我修復并防止漏電。

  隨后,卡迪布開始利用彈性體開發電子皮膚,將選擇性感應、防水、自我監控和自我修復等多種功能融入電子皮膚。利用電子皮膚組成的傳感系統能夠監控環境變量,例如壓力、溫度和酸度。同時,該系統包含能監視系統電子部件損壞的類神經元組件,以及讓受損部位加速自我修復過程的其他組件。

打印 責任編輯:侯茜

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