东京大学推出新型有伸展性的人工皮肤

东京大学染谷隆夫副教授的研究小组和樱井贵康教授的研究小组，日前共同开发出了一种具有伸展性的人工皮肤。可以贴在像鸡蛋壳那样的自由曲面上。配备压力传感器和温度传感器，可以测定最大300g/cm2的压力和最高＋80℃的温度。现已证实，将此次开发的人工皮肤实际贴附在鸡蛋表面，在上面施加压力时可以很好地完成测定。据悉还可以顺利地测量温度。在此之前两研究小组曾开发出了具备压力传感器，可机械弯曲的人工皮肤。不过，虽然此前的开发品可以贴在圆筒型的曲面上，但由于没有伸展性，无法贴在自由曲面上。

新开发的人工皮肤大小为44mm×44mm，呈薄膜状，横向和纵向各有12列压力传感器和温度传感器，形成矩阵形状。采用的结构是，在使用聚乙烯萘酚树脂材料（PEN）的塑料底板上把制作好的压力传感器薄膜和温度传感器薄膜层叠起来。东京大学的染谷隆夫说，由于薄膜具有伸展性，因此可延伸到传感器和线路部分之外，形成“就像包住蜜桔的桔络似的”网眼状。在水平方向施加拉力时，线路部分弯曲，随着延伸部分形状的改变，薄膜便伸展开来。在实验中，沿着拉力方向最大伸展1.25倍时，传感器仍未有损坏，可以正常工作。只要没有损坏，发生伸展的传感器的电子性能就基本上没有变化。这是因为受力部分主要为线路部分。

压力传感器和温度传感器都是可以控制各单元的主动矩阵（Actively Matrix）型TFT。TFT中使用了有机半导体并五苯（Pentacene）。压力传感器采用将压感传感器部分与有机TFT部分层叠在一起的结构。这与过去开发的人工皮肤结构相同。温度传感器是将温度传感器部分与有机TFT部分层叠在一起。温度传感器部分采用了p型有机半导体CuPc（酞菁铜）和n型有机半导体PTCDI层叠在一起的结构，施加电压时通过pn结的电流随温度而定，因此可以测定温度。