歷經(jīng)6年努力，意大利和奧地利研究人員開創(chuàng)性地研發(fā)出一種三合一混合材料，被稱為新一代“智能皮膚”。其靈敏度是真實皮膚的1000倍，能探測觸覺、溫度、水分甚至微生物，有助促進靈敏機器人和智能假肢的研發(fā)。相關研究發(fā)表于最近的《先進材料技術》雜志。
科克萊特團隊成功研制出下一代智能皮膚。
圖片來源：美國《新聞周刊》網(wǎng)站相關報道
最新研究負責人、意大利科學家安娜·瑪麗亞·科克萊特領導奧地利格拉茨理工大學固態(tài)物理研究所團隊研制的這款智能皮膚，每平方毫米擁有2000個獨立傳感器，比人類指尖更靈敏。每個傳感器內部是以水凝膠形式存在的智能聚合物，外殼是壓電氧化鋅。
科克萊特解釋道：“水凝膠可以吸收水分，在濕度和溫度發(fā)生變化時膨脹。在此過程中，水凝膠對壓電氧化鋅施加壓力，壓電氧化鋅通過電信號響應此壓力和所有其他機械應力。這種超薄材料能以極高的空間分辨率同時對力、水分和溫度作出反應，并發(fā)出相應的電子信號，這種擁有多傳感器特性的材料是智能人工材料技術領域的‘圣杯’?！?/p>
據(jù)悉，第一批人造皮膚樣本的厚度為6微米，而人表皮的厚度為0.03—2毫米。人造皮膚還可做得更薄。此外，人類皮膚可感知約1平方毫米大小的物體，人造智能皮膚的靈敏度為人類皮膚的1000倍，可以探測微生物等更小的對象。
新研制的智能皮膚是一種薄晶圓材料，可同時對力、水分和溫度的影響作出反應，并發(fā)出相應的電子信號。
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研究人員表示，他們首次結合3種物理化學方法：水凝膠材料的化學氣相沉積、氧化鋅的原子層沉積和聚合物模板的納米印刷光刻，研制出了這種智能皮膚。智能皮膚有望應用于諸多領域。如在醫(yī)療保健領域獨立檢測微生物并給出相關報告，還可用于能感知溫度或濕度的人體假肢，能更靈敏地感知環(huán)境的機器人等。
這種智能皮膚的核心部件使用基于蒸汽的制造工藝生產而成，這一工藝目前已經(jīng)很成熟，因此智能皮膚很容易擴展。研究團隊目前正在優(yōu)化該皮膚的特性，希望擴大材料反應的溫度范圍，提高其柔韌性。
