全方位拉伸不失灵敏,仿生电子皮肤如鳄鱼皮般柔韧创新突破

全方位拉伸的仿生电子皮肤,其设计灵感来源于鳄鱼皮的高柔韧性和灵敏度,是一种新型的柔性传感器技术。这种电子皮肤可以像鳄鱼皮一样在全方位进行拉伸,同时保持其感知外界刺激的能力。
鳄鱼皮之所以柔韧,是因为其独特的结构。鳄鱼皮的表面由无数微小的鳞片组成,这些鳞片之间有弹性连接,使得皮肤可以在不损伤自身结构的情况下进行拉伸。仿生电子皮肤借鉴了这一结构,通过在柔性基底上集成微型传感器和导电网络,使得整个材料能够在不同方向上灵活变形。
以下是这种仿生电子皮肤的一些特点:
1. "全方位拉伸":仿生电子皮肤能够在多个方向上进行拉伸,这使得它能够适应不同的形状和表面。
2. "高灵敏度":通过在材料中集成高灵敏度的传感器,仿生电子皮肤能够精确地感知外界压力、温度、湿度等变化。
3. "柔韧性":与鳄鱼皮类似,这种电子皮肤在拉伸后能够迅速恢复原状,不易变形。
4. "多功能性":由于可以集成多种传感器,这种电子皮肤可以用于多种应用,如智能服装、医疗监测、机器人皮肤等。
5. "生物兼容性":由于其柔韧性和生物兼容性,这种电子皮肤可以用于与人体直接接触的应用,如假肢、可穿戴设备等。
总之,这种仿生电子皮肤的研究和应用有望

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科技日报北京3月20日电 (记者张梦然)开发具有多种感官的电子皮肤对于康复、医疗保健、假肢和机器人技术等诸多领域都至关重要。这项技术的关键之一是可拉伸压力传感器,它可检测各种类型的触摸和压力。最近,韩国浦项科技大学和蔚山大学的联合团队受鳄鱼皮启发,创造出一种全方位可拉伸压力传感器。研究结果以封面论文形式发表在最近的《Small》杂志上。

鳄鱼具有非凡的感知能力,能探测小波浪和猎物的方向,这是通过其皮肤上的极其复杂且敏感的感觉器官实现的。该器官由半球形的感觉凸起组成,以重复的方式排列,之间有皱纹铰链。当鳄鱼移动身体时,铰链变形,而感觉部分不受机械变形的影响,使鳄鱼在水下游泳或捕猎时对外界刺激保持异常敏感。

研究团队从鳄鱼皮独特的感觉器官中汲取灵感,开发出带有微型圆顶和皱纹表面的全向可拉伸压力传感器。

通过发明一种带有细小皱纹的半球形弹性聚合物,其中包含长纳米线或短纳米线,研究人员创造了一种性能优于目前压力传感器的设备。其他传感器在机械变形时会失去灵敏性,但新型传感器表面细小的皱纹结构,受压时会展开,在一个方向拉伸高达100%和两个不同方向拉伸高达50%时,都能对压力保持异常敏感。

为了评估其性能,研究人员将传感器安装在塑料鳄鱼身上并将其浸入水中。有趣的是,安装的传感器也能够检测到小水波,成功复制了鳄鱼感觉器官的感知能力。

【总编辑圈点】

提到鳄鱼,虽然大多数人没上手摸过,但总下意识认为它的皮肤应该挺粗糙。实际上,鳄鱼皮上那些斑点状的隆起中,布满神经末梢,它非常敏感,能帮助鳄鱼感觉到水流的微小变化。你以为皮肤只是它的铠甲,但其实也是它重要灵敏的器官。受鳄鱼皮启发,科研人员采取“褶皱+隆起”的结构,开发出全方位可拉伸压力传感器,模拟鳄鱼皮肤的能力。它可感受来自各个方向的细微压力变化,嵌入电子皮肤,用于可穿戴设备,改善这些产品的功能。

来源:科技日报

发布于 2025-06-22 04:13
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