新型人造皮肤可感知轻微触摸

据9月12日出版的《自然·材料》杂志报道，两个独立的美国研究小组近日以不同方法分别研发出了可感知轻微触摸的人造皮肤。新的人造皮肤最终可用于制作假肢或具有触摸功能的机器人。

这两种系统均可检测到低于1千帕斯卡的压力变化。这样大小的压力仅相当于人们平时用手指打字或拿起一支画笔的感觉。此前的系统仅能检测到上万帕斯卡，或仅能感应几十帕斯卡的静态压力。

美国斯坦福大学著名华裔化学家鲍哲南和同事使用的原料是弹性聚合物聚二甲基硅氧烷（PDMS）。她们量出约6平方厘米的PDMS，将其填入橡胶中做成电容设备。当受到挤压时，该设备的电容将发生变化。研究人员接着将该PDMS电容与有机晶体管相连，即可测量电流的变化。结果表明，该设备可清晰地感受到一只青蝇或蝴蝶落在其上的压力。虽然这种设备非常敏感，但由于目前尚不能拉伸，所以还不能应用于假肢。鲍哲南预计，可应用于假肢的有弹性的人造皮肤将于今年年底问世。不过，她表示，要制造出具有生物相容性的人造皮肤，还有很长的路要走。

另一种人造皮肤由加州大学伯克利分校的阿里及同事所开发。他们采用的是接触印刷技术，他们使用网格半导体纳米线制造出了一个非常灵活的压力敏感橡胶，其在压力下可感知电阻的变化。

在一个约7平方厘米的正方形网格中，交叉纵横的纳米线可以作为晶体管。每个晶体管就像一个像素，可读出压力在每个位置所引起的电流变化。由于该设备主要由橡胶构成，所以可以弯曲；更由于采用的是非常小的无机半导体，因此，该设备也非常灵活。科学家将其弯曲为U形，当上端仅余5毫米空隙时，传感器依然有效。

科学家表示，真正的人造皮肤应当与人类的皮肤相似，不仅能感知压力、可弯曲、有弹性，还应当有许多其他的功能，比如能够像人类皮肤一样感受到由抓挠等侧压产生的压力，可以与人类的大脑整合到一起等。

不过，科学家相信，人造皮肤将很快应用于机器人领域，而且可能同时具备上述两种设备的共同特点。科学家认为，虽然制造出真正的人造皮肤还面临着巨大的挑战，但这两个研究小组的工作已经将人类带入到智能材料时代。