斯坦福大学的鲍哲南团队通过将 '人造皮肤' 的概念推上了新高度给电子元件的发展奠定了基础, 他们不但展示了可以感受到瓢虫腿儿的精密可拉伸电子元件, 并且展示了能够大规模制造这种元件的工艺. 人类可以通过多种方式感受这个世界, 我们的视觉, 听觉, 嗅觉, 味觉, 还有触觉. 我们通过双手对这个世界的感知得益于我们敏感的指尖, 在我们触碰火焰之前, 就可以感受到它的热度, 也可以感受得到新生儿面部的娇嫩和柔软.
但是对于那些佩戴假肢的人群来说, 则失去了这样的能力. 来自斯坦福大学的鲍哲南教授领导团队多年以来一直致力于进行 '有触觉' 的 '人造皮肤' 的开发. 其实, 这是一种独特的电子元件, 它可以被拉伸, 利用敏感的电子材料制成, 能够感受到微小的压力带来的电流变化.
在19日发表在《Nature》上的文章中, 团队描述了两项技术上的突破: 第一是她们创造了一个可伸缩的聚合物电路, 用集成的触觉传感器可以检测一个人造的小虫的微弱的足迹. 虽然这项技术成就本身就是一个里程碑, 但第二个则是更为实际的进展, 是一种大规模生产这种新型柔性, 可伸缩电子原件的方法——这是商业化道路上的关键一步.
'对人造皮肤和柔性电子产品的研究已经取得了很大的进展, 但直到现在还没有人证明可靠地生产可拉伸电路的过程. ' Bao说.
该团队实现了数层聚合物的完美整合, 它们其中一些提供了装置的可拉伸性, 其他的作为绝缘体隔离电子敏感材料. 其中有一个环节, 他们使用了喷墨打印机, 在特定的涂层上进行电路绘制. 该团队已经成功地将其材料做成了大约两英寸的正方形, 其中有6000多个独立的信号处理装置, 就像合成神经末梢一样. 所有这些都封装在防水保护层中.
这个原型可以被拉伸到原来的尺寸的两倍, 同时又能保持它在没有裂缝, 分层或褶皱的情况下导电的能力. 为了测试耐久性, 研究小组对样本进行了超过1000次的拉伸, 但没有造成明显的损伤或灵敏度下降. 当研究人员将他们的样本粘在人手上这种不规则的表面时, 效果也依然非常好.
有一天, 在假肢的表面, 可能就会由这种柔性电子材料覆盖, 但是在此之前, 这项技术可能为我们带来新的柔性电子设备, 对现有的刚性电子设备带来革命性的改变.
