人类的手具有17000个触摸传感器，但并没有自愈能力….一项来自未来的超炫科技

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　　 这个木制假手的每个指尖都配有一个有弹性的触摸传感器，通过电引线将数据传输到手掌上的柔性电子控制中心。

　　 鲍哲楠，美国斯坦福大学化学工程系教授，在其实验室中，研究人员发明了可用于假肢的触觉感知新型材料。

人类的手具有17000个触摸传感器，可以有效地帮助完成我们捡东西等日常工作，以及与外部世界进行更好的互动。而目前人造假肢（手或脚等）是缺乏知觉的。

　　鲍哲楠希望通过将电子皮肤结合到假肢中，以改变人造假肢缺乏知觉这种状况。 这就要求新型电子皮肤可以感知外界压力，具有自愈能力且能够处理传感器所获取的数据。这是未来实现将假肢信号连接到神经系统，并向其传递触觉的关键。

在此之前，柔软的电子皮肤也有望协助截肢者和烧伤者更好地处理生活中的事情，如拾取易碎的物品，并可能有助于缓解幻肢疼痛。

鲍哲楠

　　 鲍哲楠一直在思考，什么样的电子材料可以模仿甚至在某些方面超越人手皮肤的功能。

显然，仅仅能感知压力是不够的，作为理想的电子皮肤，还必须轻便，耐用，弹性好，柔韧，具有自愈能力，就像真正的皮肤一样。同时，成本低及可大面积生产是新型假肢能推向市场的前提条件。而遗憾的是，传统电子材料是不具备这些性质的。

鲍哲楠（2003年入选《麻省理工科技评论》35岁以下的创新者名单）自2010年以来一直致力于电子皮肤的研究。为了使电子皮肤如人类皮肤一样柔软，她不得不为每个电子元件研制新的化学配方，希望能够用柔软的有机分子、聚合物和纳米材料等来替代硅等刚性传统电子材料。

　　

　　 研究人员在有弹性的橡胶上面制备晶体管，当将橡胶从玻璃板上剥离时，它将粘附一层半导体碳纳米管，这就形成了电子开关的活性区域。

　　

　　 载物台表面涂覆着绝缘材料，这有利于关闭可拉伸晶体管。在这个机器里，一个小平台使载物台旋转起来，以获得薄而均匀的薄膜。

　　 这种弹性晶体管由碳纳米管、电子聚合物及纳米银导电油墨组成。它可用于处理触摸传感器数据的电路中。

鲍哲楠的研究小组采用了类似于人体皮肤的弹性橡胶材料。有时，她的团队将电子材料混合到橡胶中；有时，他们也将电子材料放置到橡胶表面上。为了制备触摸传感器，研究人员将橡胶与导电的碳混合。

当施加的压力发生改变时，该导电橡胶片上的电压将会随之发生变化。包哲南的研究小组发现，当这些触摸传感器的表面具有微型电路时，可改善其触摸灵敏度，这就像我们指纹的旋涡的作用。

通过合理的设计，这些传感器的灵敏度可以做到与我们人手皮肤一致。她的组也通过在橡胶上打印晶体管，电导线和其他组件的方式制备电路，其可以处理一个假手从触摸传感器获取的数据。

　　

　　 左图，装有纳米银油墨的喷枪可用于通过丝网印刷电路触点和引线。右图，通过显微镜可以看到触摸传感器上整齐的微型电路图案。这些50微米宽的电路可以有效提高传感器的灵敏度，就像我们的指纹上的旋涡一样。

　　 目前，鲍哲楠的研究小组正在研究新型的电子材料。她开发的一种聚合物的伸展性比人的皮肤更好。这种材料可以被拉伸到它初始长度的100倍而不断裂。

　　 此外，这种材料还具有自愈能力，不需要加热或任何其他方式触发。 当施加电场时，这种材料能舒展和收缩，可以作为一种弱人工肌肉。

这种材料模仿了人体皮肤的两个重要特征：舒展、收缩和愈合能力。

一个研究人员将一块这种橡胶切割成两块

　　 一分钟内，将这两块切割后的橡胶重新放到一起，他们能够重新愈合成一块橡胶

　　

愈合后，它的可拉伸性远远超过了人的皮肤

　　 有了这些基本的材料和设计，鲍哲楠进而对具有相同的愈合和拉伸能力的半导体及其他电子材料进行研究。

　　但仅仅发明一种 电子材料是远远不够的：因为从这些人造皮肤获取的数据必须以神经系统能够接收并理解的方式传输给它。

目前，鲍哲楠的研究小组正在研究可将信号发送到神经系统的电路设计，电子皮肤将不仅能帮助截肢者恢复灵活性，而且能让他们感受到亲人的触摸。

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