新型人造皮肤问世可感受温度和湿度变化

　　以色列理工学院的一个科研团队的研究人员利用微小的金属粒子和树脂制造出了一种新的柔性传感器。如果科学家们能够将附有新型传感器的电子皮肤运用到义肢上，那么义肢就有可能感觉到周边的环境的变化。这一项新研究发表在6月份出版的 ACS Applied Materials & Interfaces期刊上。

　　这个新发明的最大特点就是传感器可以同时检测到三种数据的变化。目前的电子皮肤只能检测到环境压力的改变，但是这个科研团队的发明可以让电子皮肤在具有触觉的同时“也可以感应到湿度和温度的变化，而在此之前，只有真正的皮肤才拥有这样的功能” ，研究小组的组长Hossam Haick教授说。此外，新的电子皮肤系统对于触碰感应的灵敏度比现有的电子皮肤高至少10倍。

　　研究人员对于柔性传感器的研发一直充满兴趣，但这项技术却无法被真正的运用到实际中。若要被广泛运用，一个柔性传感器必须满足以下要求：能在低电压(与便携式设备的电池兼容)下运行，能感受较大范围的压力，能同时测量多个指标例如湿度、温度、压力和化学物质的存在。除此之外，这些传感器还必须具有快速、简单的生产流程和较为低廉的生产成本。

　　这个研究团队发明的传感器已经拥有了这些品质。奥秘就在于他们所使用的是直径只有5 - 8纳米的单层覆盖纳米粒子。传感器的核心由金制成，外围被一种称为“配体”的起连接作用的分子包围。事实上,“单层覆盖纳米粒子就像一朵花，黄金或金属纳米粒子是花芯，单层有机配体是花瓣，保护着花芯,” Haick说。

　　研究团队发现当把这些纳米颗粒都放在一个衬底上面——在这里底衬由 PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)制成——底衬的弯曲程度就可以决定传感器内部的电荷变化(弯曲运动使部分粒子彼此靠近，在某种程度上加速了电子在这些粒子间的传递) 。这个电学性质意味着传感器可以检测到较大范围的压力变化。“传感器是非常稳定的, 可以在安装在任何物体表面的同时保持性能稳定” ,以色列Sheba医学中心的Nir Peled博士说。

　　通过改变衬底的厚度以及材质，科学家们可以对传感器的灵敏度进行调整。因此我们可以根据需要定做不同灵敏度的传感器，让它们执行的不同的任务,例如检测桥梁张力和发动机的板叠间隙。

　　Peled博士表示，“Haick教授和他的团队研发的人造皮肤是生物传感器领域的一个突破，它将纳米技术运用到了临床诊断中。”

　　电子皮肤简介

　　2011 年，一种可以像人类皮肤一样感知外部压力和传导触觉信号的电子皮肤在美国问世。经实验室测试，这种电子皮肤几乎可以和人体皮肤一样感知不同的外部压力，以相同速度传导触觉信号。电子皮肤的基础体是一种聚合树脂制成的胶片，胶片表面有黏性，覆盖有发挥信号感知和传导作用的一种锗硅混合纳米线，而后在纳米线上安装纳米级传感器，再覆盖以一种对压力敏感的橡胶。

　　随后，美国斯坦福大学的科学研究团队用另一种工艺也制造出一种人造皮肤，这种人造皮肤由覆盖传感器的一种特殊橡胶制成，这种橡胶在获得外部压力时可改变内部密度，从而传导不同的触觉信号。

　　电子皮肤的问世是临床医学的福音，一些移植学人士看好这项技术，认为它今后可以运用于皮肤移植，或用于改进没有感知力的假肢。随着透明和可拉伸电子皮肤的相继出现，以及与新型生物传感器的结合运用，人造电子皮肤与人类皮肤的功能将越来越接近。