柔性电子皮肤可“自愈”

  以色列理工大学的研究人员开发出一种柔性高分子材料,它在遭受“伤害”(即刮擦、割伤或扭伤)时能够“自愈”。将其与传感器相结合,有望获得柔性具有自我修复能力的电子皮肤,未来可用于机器人、假肢和可穿戴设备上。

  在霍斯山姆·哈伊克教授的指导下,穆罕默德·卡迪布博士在以色列理工大学沃尔夫逊化学工程学院成功地研发出弹性高分子材料或弹性体后,目前正在研究将先进传感器集成到弹性体的电子皮肤上。研究项目得到比尔和梅琳达·盖茨基金会的部分资助,相关研究成果分别发表在《先进功能材料》和《先进材料》杂志上。

  以色列理工大学表示,经过数百万年的进化,哺乳动物的皮肤发展成为传感平台,一方面对环境刺激具有高度敏感性,另一方面对温度、盐度、拉伸和折叠等外界作用具有极大的抵抗力。目前,人们在大力研发类似动物皮肤特性的人造电子材料和设备,相信它们在柔性机器人和人机界面等领域拥有巨大应用潜力。

  以色列理工大学表示,受人体皮肤生物修复过程的启发,卡迪布决定研发与人体皮肤类似的自我修复系统,即自我修复电子皮肤。他首先研发出弹性体,其被拉伸至原长度的11倍也不会断裂。此外,弹性体具有的独特特性包括在自来水、海水或不同酸性溶液中能够自愈。这让它有望通过改造用来制作防水的柔性动态电子设备,该设备在水中遭到机械损伤时能够自我修复并防止漏电。

  随后,卡迪布开始利用弹性体开发电子皮肤,将选择性感应、防水、自我监控和自我修复等多种功能融入电子皮肤。利用电子皮肤组成的传感系统能够监控环境变量,例如压力、温度和酸度。同时,该系统包含能监视系统电子部件损坏的类神经元组件,以及让受损部位加速自我修复过程的其他组件。


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