仿生电子皮肤像鳄鱼皮般柔韧、仿生电子羊
开发具有多种感官的电子皮肤对于康复、医疗保健、假肢和机器人等许多领域至关重要。这项技术的关键之一是可拉伸压力传感器,可以检测各种类型的触摸和压力。最近,韩国浦项科技大学和蔚山大学的联合团队以鳄鱼皮为灵感,创造了一种全向可拉伸压力传感器。研究结果最近作为封面论文发表在期刊《Small》 上。
鳄鱼具有非凡的感觉能力,使它们能够通过皮肤中极其复杂和敏感的感觉器官来检测小波和猎物的方向。该器官由半球形的感觉突起组成,这些感觉突起以重复的方式排列,它们之间有皱纹的铰链。当鳄鱼移动身体时,铰链会变形,而感觉部分则不受机械变形的影响,使得鳄鱼在水下游泳或狩猎时仍能对外界刺激保持极其敏感。
研究团队从鳄鱼皮独特的感觉器官中汲取灵感,开发出一种具有微穹顶和皱纹表面的全向可拉伸压力传感器。
通过发明一种含有长或短纳米线的带有细皱纹的半球形弹性聚合物,研究人员创造了一种性能优于当前压力传感器的设备。其他传感器在机械变形时会失去灵敏度,但新型传感器表面的细小皱纹结构在受压时会膨胀,并且在一个方向拉伸至100%、在两个不同方向拉伸至50% 时可以对压力做出响应。保持极其敏感。
为了评估其性能,研究人员将传感器安装在塑料鳄鱼上并将其浸入水中。有趣的是,安装的传感器还能够检测小水波,成功复制了鳄鱼感觉器官的传感能力。
【主编圈子】
说到鳄鱼,虽然大多数人没有接触过,但总是下意识地认为它的皮肤应该是相当粗糙的。事实上,鳄鱼皮肤上的斑点状脊布满了神经末梢,这些神经末梢非常敏感,可以帮助鳄鱼感知水流的微小变化。你以为你的皮肤只是它的铠甲,但实际上它也是它重要而敏感的器官。受鳄鱼皮的启发,研究人员采用“皱纹+脊线”的结构,开发出全方位可拉伸的压力传感器,以模拟鳄鱼皮的功能。它可以感知来自各个方向的细微压力变化,并嵌入可穿戴设备的电子皮肤中,以改善这些产品的功能。









