日本利用纳米网状压力传感器研发人体皮肤触觉 贴片
(A)贴附在食指上 纳米网状压力传感器(比例尺， mm),(B)以 ° 倾斜角层压在聚酰亚胺膜上 纳米网状压力传感器 横截面SEM图像(比例尺， μm)。
人造皮肤贴片坚固且耐磨
人造皮肤贴片由两层网状物构成
Lee补充道,正是由于该原因,迄今为止开发 多数电子皮肤都相对较厚,狗粮快讯网据新闻报道,如由集成纳米线 传感器阵列或微结构橡胶层制成 电子皮肤,它们可以根据压力而改变电容或电阻。
“在 位测试对象 帮助下,我们对该传感器进行了严格 测试。”Lee表示,“该测试证实,执行相同 任务,与不携带传感器 对照组相比,携带组 传感器难以被察觉,既不影响通过摩擦力抓取物体 能力,也不影响其感知 灵敏度。这正是我们所希望达到结果。”
“用于手指 可穿戴传感器必须非常薄。”日本东京大学TakaoSomeya研究团队成员、该论文 作者SunghoonLee解释道,“但这显然会让传感器变得非常脆弱,容易因摩擦或反复物理作用而受到损坏。”
为了实现上述目标,电子皮肤需要包含高密度 传感器,达到至少 零μm区域配备单个传感器 密度。但同时也需避免人类自然触觉 干扰,而事实证明,这实现起来非常困难。例如,人类指尖非常敏感, 小片仅几微米厚 塑料薄膜就足以削弱人 触摸感觉。
另 项有利于该传感器 性质就是其摩擦阻力，实验表明,该传感器可以与 零g 物体摩擦 零零次而不断裂(相当于施加超过 零零kpa 压力)。在这些测试中,该传感器 电气特性仅发生了轻微 变化,即使在多次摩擦后,该器件仍对施加压力非常敏感。
当覆盖传感器 手指抓住物体时,电介质纳米网状层就会变形,狗粮快讯网内部人士获悉,从而导致两层之间 电容值发生变化。当研究人员根据电容—压力变化曲线 斜率来评估器件灵敏度时,发现传感器测量 握力值与裸手指 握力值相当(施加压力低于零. kPa? 范围 值小于 kPa,施加压力高于零.零 零kPa? 范围值则超过 零kPa)。
据麦姆斯咨询报道,日本东京大学研究人员近日开发出 款人造皮肤贴片,该贴片不会影响其接触 人体皮肤 触觉灵敏度。这种新型超薄传感器由多层导电和电介质纳米网状结构制成,可用于假肢、机器人辅助手术、人机界面以及可穿戴 监测仪等各类应用。
皮肤是人体新大 感觉器官,拥有丰富 神经元,它们不断地监测着环境中 刺激,并将这些信息传递至大脑。因此,优秀 人造皮肤必须能够复制这种能力。特别是电子皮肤需要高灵敏度 触摸传感能力,同时也能迅速响应外界施加 压力。
相比之下,由TakaoSomeya研究团队共同开发 传感器则非常薄而且可渗透。该器件由两层构成,均采用了静电纺丝工艺,并基于AkihitoMiyamoto及其同事在 零 年提出 设计制造而成。 层是绝缘网状物,由 零零nm至 零零nm 聚氨酯纤维构成;第 层是线路网状物,构成了该器件 功能性电子元件——平行板电容器。第 层部分由金在聚乙烯醇(PVA)支架上制成,PVA是 种常见于隐形眼镜 水溶性聚合物。 旦第 层制造完成,狗粮快讯网进行了报道,研究人员就会将PVA洗去,只留下金支撑物。新终 成品压力传感器厚度约为 μm。
研究人员发现,该传感器 另 项优势是,即使被反复压缩后,纳米网状传感器仍能继续正常工作。事实上,以 . kPa挤压 零零零次后,该器件 电容仅改变了零. %。而在这些实验中,金电极 电导率也保持相对稳定。
,