美國(guó)和印度科(kē)學(xué)家携手,利用(yòng)具有(yǒu)可(kě)调谐電(diàn)子和热生物(wù)传感能(néng)力的纳米工程水凝胶,借助3D打印技术,开发出一种新(xīn)型電(diàn)子皮肤。新(xīn)皮肤可(kě)像人类皮肤一样弯曲、拉伸,并具有(yǒu)感知能(néng)力,有(yǒu)望应用(yòng)于机器人、假肢、可(kě)穿戴设备、运动和健身、安全系统和人机交互等领域。相关研究论文(wén)发表于最新(xīn)一期《先进功能(néng)材料》杂志(zhì)。
人类皮肤是大脑与外界连接的“桥梁”,通过触摸、温度和压力為(wèi)人體(tǐ)提供丰富的反馈。而電(diàn)子皮肤未来有(yǒu)望应用(yòng)于多(duō)个领域,比如,持续监测用(yòng)户的运动、體(tǐ)温、心率和血压等生命體(tǐ)征的可(kě)穿戴设备。
最新(xīn)研究负责人、得克萨斯农工大學(xué)生物(wù)医學(xué)工程系教授阿希列什·贾哈沃指出,為(wèi)创建電(diàn)子皮肤,必须开发出耐用(yòng)材料。这些材料应兼具模仿人类皮肤的灵活性,包含生物(wù)電(diàn)传感能(néng)力,以及采用(yòng)适合可(kě)穿戴或植入式设备的制造技术。為(wèi)此,他(tā)们开发出了一种纳米工程水凝胶。
研究人员利用(yòng)二硫化钼纳米中的“原子缺陷”,使其能(néng)实现高导電(diàn)性。这些专门设计的二硫化钼纳米颗粒充当交联剂,形成水凝胶,并赋予電(diàn)子皮肤导電(diàn)性和导热性。
研究人员在基于水凝胶的系统内引入了“三重交联”策略。水凝胶更容易处理(lǐ)和操作,解决了3D打印技术开发電(diàn)子皮肤遇到的一些问题,有(yǒu)助构建复杂的2D和3D電(diàn)子结构。水凝胶也让新(xīn)電(diàn)子皮肤能(néng)更好地顺应并黏附在动态、潮湿的生物(wù)表面上,而这对医疗保健尤為(wèi)重要。