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新型傳感器讓假肢感知觸摸、濕度及溫度

新型傳感器讓假肢感知觸摸、濕度及溫度

2013-08-02 11:55:19

  據每日科學網站近日報道,以色列理工學院的科學家使用微小的金粒子和合成樹脂,首次制造出了一種可以感知觸摸、溫度和濕度的傳感器。這類傳感器有望被整合進電子皮膚內,幫助截肢人士再次感受周圍環境的變化。研究發表在美國化學會雜志《應用材料與界面》上。

  新傳感器的“秘密武器”是其能同時探測三類數據。該研究團隊的領導者霍薩姆·赫科博士表示,目前的電子皮膚僅僅能探測到觸摸,但他們的新發明則“與真實的皮膚一樣,能同時探測到觸摸、濕度和溫度”,另外,“新系統的靈敏度至少是現在有觸覺的電子皮膚的10倍”。

  柔性傳感器已經成為科學研究的“香餑餑”,但其實用之路卻異常坎坷。要想被廣泛接受,柔性傳感器必須要在低電壓下運行(這樣它才可以使用目前便攜設備中的電池);能夠測量大范圍的壓力以及一次可以進行多種測量,包括濕度、溫度、壓力以及是否存在化學物質等,而且,也要求其制造過程快捷、方便且廉價。

  最新研制出的傳感器可滿足上述所有要求。秘密在于科學家們使用了直徑僅為5至8納米的金納米粒子,其被名為配體的連接分子所包圍。

  研究人員發現,當將這些納米粒子置于由制造汽水瓶的材料—柔性聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成的基座頂部時,得到的化合物的導電能力隨著基座彎曲程度的不同而變化—彎曲運動會讓某些粒子更接近,從而使電子能快速地通過這些粒子。這種電屬性意味著這種傳感器能探測很大范圍的壓力,從幾十毫克到幾十克不等。以色列希巴醫療中心胸部腫瘤研究與檢測中心的負責人尼爾·佩萊德并沒有參與該研究,不過,他表示:“這種傳感器非常穩定,而且能依附到任何表面。”

  另外,通過改變基座的厚度以及制造原料,科學家們可以改變傳感器的靈敏度。更重要的是,這些傳感器能“因地制宜”,因此,未來可以執行多種不同的任務,包括檢測橋梁的張力以及探測是否存在破裂等。

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