耐用型傳感器輕比羽毛 有望用于醫(yī)療

東京大學(xué)材料科學(xué)教授染谷高雄(Takao Someya)等人日前開發(fā)出比羽毛還輕、粘在肌膚上不會(huì)感到任何不適的感應(yīng)器(照片)。其可作為醫(yī)學(xué)植入器，結(jié)構(gòu)非常微妙，不會(huì)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”。該感應(yīng)器還非常耐用，從1米高的地方掉下也不會(huì)損壞。今后有望用于醫(yī)療和社會(huì)福利領(lǐng)域。這項(xiàng)研究成果7月25日發(fā)表在英國科學(xué)雜志《Nature》上。

據(jù)報(bào)道，該感應(yīng)器1平方米僅重3g，約為1張印刷紙的1/30。厚度僅為2微米(1微米=100萬分之1米)，相當(dāng)于保鮮膜的1/5。制作方法為在厚約1微米的超薄高分子薄膜上，均勻地印制厚21納米(1納米=10億分之1米)的2層絕緣膜。試制的感應(yīng)器不管彎曲還是握成團(tuán)都不會(huì)損壞。在生理鹽水中浸泡2周以上時(shí)間或是拉長(zhǎng)1倍多也都安然無恙。例如：放置在手背，或者貼在嘴唇上。

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(shí)可記錄胎兒心率。但是制造更纖薄、柔韌性傳感器將對(duì)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。

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(cè)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?jī)H3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(jí)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(gè)重大設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)