新型触觉传感器比羽毛还轻

新型触觉传感器比羽毛还轻

日本染谷石谷实验室的研究人员设计出了一种触觉传感器,它可以弯曲、扭曲、揉皱、浸入液体、拉伸等等,而且比羽毛还轻。触觉传感器可以感知触摸、力或压力——想想当你踩刹车时汽车的反应,或者(更复杂的版本)你的触摸屏手机——但大多数现有的传感器都是硅基的,因此体积庞大。这项最新创新可能会带来更好、更便宜的医疗器械和新的健康监测系统。研究人员表示,它最终还可能推动消费电子产品、显示器和机器人技术的发展。

这篇论文发表在《自然》杂志上,研究人员来自东京大学、约翰内斯开普勒大学和德克萨斯大学达拉斯分校。他们的触觉传感器由有机晶体管制成,使用碳基半导体以及氧化铝和自组装单层电介质。东京大学该项目的研究员乔纳森·里德 (Jonathan Reeder) 解释说,电镀氧化铝电介质的厚度略小于 20 纳米,是他们能够将整个传感器做得如此薄的主要成就之一。

晶体管被放置在一种表面非常粗糙的特殊箔片上。这种箔片比保鲜膜薄五倍,而且更柔顺:其粗糙的质地使电路能够非常牢固地固定在“纳米化的凹槽和谷底”中,里德说,并且使产品能够粘附在几乎任何表面上。

许多研究人员都专注于柔性电子产品,但研究人员表示,Someya-Sekitani 实验室研发的电路是迄今为止最薄、最灵活的电路。(他们巧妙地将自己的研究成果昵称为“不可察觉的电子产品”。)这些传感器可以适应几乎任何 3D 形状。研究团队表示,它们还具有弹性:这些传感器在高达 170 摄氏度的温度下仍能保持功能(尽管超过 100 摄氏度,它们的效率会逐渐降低);它们在浸入盐溶液时几乎不受影响;它们可以揉皱、展平,甚至可以放在橡胶上拉伸——这些都不会对性能产生重大影响。

研究人员设想了几种潜在的应用。在医疗环境中,你可以将传感器放在皮肤上,监测体温和心率等生命体征。最终,你甚至可以将它们放在体内的肌肉或器官上,用于监测目的或电刺激(例如,对心脏周围的肌肉进行电刺激)。在技术方面,里德说最有前途的应用是可穿戴电子产品。让你的想象力自由驰骋:在你的袖子上为手机或音乐播放器安装一个不易察觉的触摸控制面板,那该有多酷啊?

该报道于 2013 年 7 月 28 日更新,以确保说明传感器厚度的确切技术细节清晰准确,并反映出 Reeder 目前与东京大学的隶属关系。

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