电子皮肤的新突破

刘燕

电子皮肤，是一种可以让机器人产生触觉的系统。能像衣服一样附着在设备表面，能够让机器人感知到物体的地点和方位以及硬度等信息。新型柔性传感器的发明，使电子皮肤具有触觉的同时也可以感应到湿度和温度的变化，在此之前，只有真正的皮肤才拥有这样的功能。

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，奥秘就在于研究者所使用的是直径只有5～8纳米的单层覆盖纳米粒子。传感器的核心由金属制成，外围被起连接作用的分子包围。当把这些纳米颗粒都放在一个由PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）制成的底衬，底衬的弯曲程度就可以决定传感器内部的电荷变化。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。

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。

早在2011年，电子皮肤就已经在美国问世，其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。

但这项技术却一直无法被真正运用到实际中，若要被广泛运用，一个柔性传感器必须满足以下要求：能在低电压下运行，能感受较大范围的压力，能同时测量多个指标如湿度、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。