美國(guó)研制出透明可拉伸的人造電子皮膚

美國(guó)斯坦福大學(xué)女科學(xué)家鮑哲南對(duì)人造電子皮膚的研究再上一層樓，繼高靈敏度和自我發(fā)電兩大創(chuàng)新之后，她的研究團(tuán)隊(duì)又為這種超級(jí)皮膚增加了透明和可拉伸功能，為人造電子皮膚更接近人類皮膚賦予重要意義。
　　斯坦福大學(xué)化學(xué)工程系副教授鮑哲南去年9月和她的博士生、研究生團(tuán)隊(duì)發(fā)明了一種可模擬人類皮膚的高靈敏度柔性塑料薄膜材料。這種材料由高靈敏的電子感應(yīng)器組成，當(dāng)無(wú)數(shù)的感應(yīng)器連成一片時(shí)，就形成與人類皮膚相似的薄膜。這種電子皮膚可以感知一只蝴蝶停在上面的壓力，可以被廣泛用于假肢、機(jī)器人、手機(jī)和電腦的觸摸式顯示屏、汽車方向盤(pán)和醫(yī)學(xué)等。今年2月，鮑哲南團(tuán)隊(duì)再接再厲，創(chuàng)造性研制出世界最新的可拉伸太陽(yáng)能電池，使電子皮膚可以實(shí)現(xiàn)自我發(fā)電。如今，鮑哲南團(tuán)隊(duì)又利用納米材料為這種皮膚增加了透明和可拉伸功能，距離人類皮膚的功能越來(lái)越近。這項(xiàng)研究10月23日發(fā)表在《自然納米科技》雜志上。
　　鮑哲南接受中新社記者訪問(wèn)時(shí)表示，去年發(fā)明的電子皮膚雖然可以很靈敏檢測(cè)到觸覺(jué)，也可以彎曲，卻沒(méi)有拉伸的功能，彎曲多了還會(huì)裂開(kāi)，原因就在于電極的拉伸性不理想。“我們將這種無(wú)機(jī)材料制成的電極更換為帶有導(dǎo)電功能的碳納米管，放在透明的襯底上。由于碳納米管具有非常好的柔軟性，可以拉伸兩倍以上，回復(fù)原位形成小彈簧形狀，還能保持非常高的導(dǎo)電率，同時(shí)具有透明度”。這種透明功能使得電子皮膚可以模仿人類不同膚色的皮膚。
　　也有科學(xué)家同時(shí)在研究人造電子皮膚的可拉伸性，但存在這樣那樣的問(wèn)題。鮑哲南說(shuō)，“有的導(dǎo)電率高卻因需加很多碳納米管造成不透明，有的雖可以拉伸卻降低很多導(dǎo)電率。我們克服了這些問(wèn)題，把碳納米管變成小彈簧，既簡(jiǎn)單又可以得到非常好的性能，拉伸幅度最大，導(dǎo)電率最高，比較實(shí)用，可以做大面積的，也容易做。”
　　將人造電子皮膚最終賦予與人類皮膚同等功能是鮑哲南的長(zhǎng)期研究目標(biāo)，她表示，要達(dá)到這個(gè)目標(biāo)還需要增加溫度、濕度等傳感器，并能與神經(jīng)細(xì)胞交流。“現(xiàn)在的傳感器還不能與神經(jīng)細(xì)胞交流，還需要用電線與細(xì)胞連接起來(lái)。這些都是我們需要研究的。”
　　在中國(guó)江蘇南京生長(zhǎng)的鮑哲南，南京大學(xué)化學(xué)系還沒(méi)有念完移民美國(guó)，1995年從芝加哥大學(xué)取得化學(xué)博士學(xué)位后進(jìn)入貝爾實(shí)驗(yàn)室工作，2005年起至今在斯坦福大學(xué)化學(xué)工程系任職。她被稱為美國(guó)化學(xué)界出色的女科學(xué)家，多項(xiàng)研究成果發(fā)表在《科學(xué)》、《自然》等專業(yè)期刊上。