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纳米能源所研制出可拉伸扩展的多功能集成电子皮肤:大发体育

2020-08-20 20:42:02

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大发体育-人体皮肤是活跃、脆弱和高弹性的感觉器官,分担着维护身体、排汗、温度调节、感官冷和压力等功能。人体躯体感觉系统需要通过皮肤中的触觉、温度、生理反应等感受器,将外界环境性刺激转化成为电脉冲信号,经过神经通路传导至神经中枢,从而使皮肤取得触觉、生理反应等感觉功能。基于皮肤这种多功能生物模型,科学家们积极开展了一门新兴学科研究——触感电子学(又称“电子皮肤”,Electronicskin,E-skin),用来仿效皮肤的感觉功能如触觉、温度感官等功能。目前,电子皮肤在柔性或弹性基底上制作不具备观测压力、温度或其他性刺激的传感器及阵列,可感官周围环境中的各种物理、化学、生物等信号,将有助研发新型人机接口、智能机器人、仿生假肢等智能化系统。

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此外,电子皮肤的最重要发展趋势是多功能简化与多重性刺激实时监测。近日,在中国科学院北京纳米能源与系统研究所研究员潘曹峰、中科院外籍院士王中林的指导下,潘曹峰课题组博士化麒麟、副研究员鲍容容等明确提出了一种柔性可剪切拓展的多功能构建传感器阵列,顺利将电子皮肤的观测能力扩展到7种,构建温度、湿度、紫外光、磁、突发事件、压力和相似等多种外界性刺激的动态实时监测。研究人员通过微纳加工技术,制取出大倍率(8倍及以上,可根据必须设计)的聚酰亚胺(PI)剪切结构网络,其中还包括众多传感器节点和蜿蜒剪切结构。

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基于这种剪切结构网络,多种传感器需要以二维分布式或三维叠层式结构展开多功能化构建,并且多种传感单元可独立国家工作而不相互影响。利用基底的可剪切性能,可实现电子皮肤的观测面积扩展,为其更进一步的功能拓展获取了便捷。

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此外,研究人员利用这种电子皮肤生产出有一种具备自定义化功能构建的智能假肢,既彰显了假肢触觉功能,也使假肢不具备了温度感官的能力。该研究将有助研发新型人机接口、智能机器人、仿生假肢等智能化系统,多功能构建电子皮肤还可实时监测周边环境多种变量,用作人体身体健康监测等领域。涉及研究成果公开发表在《大自然-通讯》上。

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