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- 美國(guó)科學(xué)家制造出透明超延展壓力傳感器-人造“超級(jí)皮膚”
- 來(lái)源：傳感器專家網(wǎng) 發(fā)表于 2012/6/19
據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)報(bào)道，美國(guó)斯坦福大學(xué)化學(xué)家開(kāi)發(fā)出一種人造“超級(jí)皮膚”傳感器，能精確測(cè)量加在其上面的壓力，可用于多種醫(yī)療或電子領(lǐng)域，如制造觸感義肢、機(jī)器人、壓力傳感繃帶、計(jì)算機(jī)觸摸屏等。
由斯坦福大學(xué)化學(xué)工程副教授鮑哲南（音譯）領(lǐng)導(dǎo)的研究小組開(kāi)發(fā)出的這種新式壓力傳感器就像一種透明的“超級(jí)皮膚”，具有驚人的彈性。其關(guān)鍵成分是一種透明的單壁碳薄膜，就像微型彈簧，讓傳感器能精確測(cè)量加在其上面的壓力。
研究人員將融有納米管的懸浮液噴在兩薄層可拉伸的硅酮上，中間再夾一層容易發(fā)生形變的硅酮。中間層硅酮儲(chǔ)存了電荷，更像一種電池。當(dāng)對(duì)傳感器施加壓力時(shí)，中間層硅酮就被壓緊，所儲(chǔ)存的電荷數(shù)量會(huì)隨著改變，這種變化被兩層碳納米管薄膜探測(cè)到，讓傳感器感知到自己正在被拉得像個(gè)太妃糖還是正在被壓得像個(gè)海綿。
整個(gè)傳感器能以任意方向拉伸，放開(kāi)后能完全恢復(fù)。傳感器能記錄的壓力范圍很廣，從用拇指和食指捏的力量，到一頭大象一只腳站立所施壓力的兩倍，這些都不會(huì)造成任何永久變形。“它們能像彈簧似的被反復(fù)拉伸而不會(huì)產(chǎn)生永久形變�！滨U哲南解釋道，“拉伸或放開(kāi)它的導(dǎo)電性相同，這是很重要的，因?yàn)閭鞲衅魈綔y(cè)或測(cè)量施加在其上面的壓力，是通過(guò)這些彈簧一樣的納米結(jié)構(gòu)，把它們作為電極。”
傳感器還能探測(cè)壓力和拉力圖案的不同。當(dāng)壓縮的時(shí)候，壓力方式就像一種靶心圖案，在中心的變形最大，沿著中心向外變形越來(lái)越小，如果以相反方向拉伸，最大形變會(huì)出現(xiàn)在兩個(gè)力中間的一條直線上，沿著這條線向外形變減少。
研究小組以前也曾造出一種對(duì)壓力非常敏感的傳感器，即使落上一只20毫克的蒼蠅也能探測(cè)出來(lái)。而新的傳感器對(duì)壓力沒(méi)有這么敏感，主要側(cè)重于讓它適于拉伸和透明。但只需給電極表面做些改良，新傳感器就會(huì)擁有同樣的敏感性。
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