新型超輕薄醫(yī)學(xué)電子傳感器 佩戴者毫無感覺

據(jù)英國新科學(xué)家雜志報道，一種布滿傳感器的透明塑料薄片可作為醫(yī)學(xué)植入器，其結(jié)構(gòu)非常微妙，不會引起人們的刻意關(guān)注，或者它可作為假肢和機(jī)器人的“感官皮膚”。日本東京大學(xué)材料科學(xué)家染矢高雄(Takao Someya)和馬汀-卡爾藤布魯恩(Martin Kaltenbrunner)指出，這種塑料質(zhì)地電路比羽毛還輕，僅有1微米厚度，非常柔韌，可以作為植入器放置在人體中，且很難感受到它們的存在，例如：放置在手背，或者貼在嘴唇上。

染矢高雄說：“這項(xiàng)技術(shù)旨在研制新型生物醫(yī)學(xué)傳感器，使佩戴者沒有不舒適的感覺。它還可以在無壓狀態(tài)下測量體溫和心率，這是設(shè)計感官觸覺或者溫度的人造皮膚關(guān)鍵性特征。”

之前科學(xué)家曾建造超薄傳感器，其中包括：“電子紋身”貼片粘在皮膚上，能夠記錄大腦電波，當(dāng)孕婦使用時可記錄胎兒心率。但是制造更纖薄、柔韌性傳感器將對傳 統(tǒng)微芯片制造技術(shù)帶來問題，正常地高能量等離子可沉積在結(jié)構(gòu)表面用于建造電路，但是這種方法卻無法很好地工作在柔軟、類似皮膚的材料。

染矢高雄說：“高能量等離子處理方法破壞了超薄和整合聚合物箔片，會形成針孔，目前我們的方法可以避免這一點(diǎn)。”

該研究小組發(fā)現(xiàn)一種方法在室溫下沉積超纖薄氧化鋁層在一個透明聚合物箔片，之后能夠附加電路元件至氧化物基片，例如：碳質(zhì)材料制成的晶體管，有機(jī)化合物和觸摸傳感器或者溫度傳感器。

不同于傳統(tǒng)半導(dǎo)體，這種有機(jī)材料能夠在室溫下加工處理，目前基于有機(jī)材料的電路無法像硅質(zhì)晶體管那樣快速處理信息，但能很好地適配探測器。研究小組建造了包 含有機(jī)觸摸傳感器的12×12陣列電路，該結(jié)構(gòu)每平方米重量僅3克，通過放置電子元件在預(yù)拉伸聚合物上可實(shí)現(xiàn)超級彈性。當(dāng)該材料伸展至2.33倍，其電子 和機(jī)械性能并未改變。

英國布里斯托爾機(jī)械實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)主管克里斯-梅爾赫什(Chris Melhuish)稱，這種傳感器無法獨(dú)立運(yùn)行，它需要電源供給，雖然它像羽毛一樣輕，但仍需要類似其它電路結(jié)構(gòu)的電流連通性，這將是下一個重大設(shè)計挑戰(zhàn)。