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美國斯坦福大學(xué)女科學(xué)家鮑哲南對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時(shí)表示，去年發(fā)明的電子皮膚雖然可以很靈敏檢測到觸覺，也可以彎曲，卻沒有拉伸的功能，彎曲多了還會(huì)裂開，原因就在于電極的拉伸性不理想。“我們將這種無機(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題。鮑哲南說，“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。我們克服了這些問題，把碳納米管變成小彈簧，既簡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。這些都是我們需要研究的。” 在中國江蘇南京生長的鮑哲南，南京大學(xué)化學(xué)系還沒有念完移民美國，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。 |
