奈米電子皮膚便宜又敏感

【記者白晨曦／編譯】科學家一直致力於研發能應用於機器人或醫療義肢上，具有觸感的人造皮膚，這方面最新進展來自韓國首爾大學多階段生物模擬系統實驗室（Multiscale Biomimetic Systems Laboratory），研究人員已成功研發出一種新式生物模擬「電子皮膚」（electronic skin），非但價格低廉，且敏感度極高，連一滴水也能清楚「感應」。 

生物模擬學（Biomimetics）是一門透過模擬自然生物機制，開發新技術解決問題的科學。據美國科技網站報導，首爾大學研究團隊因觀察瓢蟲闔起翅膀時，翅膀微刺（microtrichia）自動扣合身體的動作，而得到設計靈感，發展出這款電子皮膚。

這款電子皮膚基本上是模仿皮膚的一種聚合物，利用奈米技術結合大量微小應變儀。它的設計非常簡單，但敏感度極高。

這款電子皮膚由2層聚氨酯丙烯酸酯（PUA）構成。2層相接面，塗上有機矽聚合物「聚二甲基矽氧烷」（PDMS）。在PDMS上植入許多直徑100奈米、高1千奈米的奈米纖維聚合物，遠小於直徑6萬奈米的人類頭髮。

當奈米纖維交織在一起，電流便能在2層PUA之間傳遞。奈米纖維的作用像小電位器，纖維彼此之間交織、摩擦或彎曲方式不同時，通過那部分皮膚的電流量也會跟著改變。觸摸、推擠或扭轉等動作會對皮膚施加不同壓力，奈米纖維能偵測到這些不同壓力，得出不同電阻模式。

這款電子皮膚對壓力、剪力和扭力的「感應」敏感度高，且感應動作還可持續高達1萬次，極為耐用。此外，有別於其他觸覺傳感器，如石墨烯（graphene）傳感器，奈米纖維可檢測多向壓力。

研究人員表示，電子皮膚奈米材料組件或各層陣列並不複雜，生產價格低廉，無需負擔特殊材料或昂貴製造費。◇