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人造皮肤可以帮助义肢、机器人感知损伤
2022年05月04日    阅读量:     新闻来源:中国塑料网 vlevle.com  |  投稿

“用于机械刺激传感和损伤可视化的模拟人类皮肤的比色离子有机水凝胶”
ACS应用材料与接口

当有人把肘部撞到墙上时,他们不仅会感到疼痛,还会有瘀伤。机器人和假肢没有这些警告信号,这可能会导致进一步的伤害。现在,《ACS应用材料与界面》杂志报道的研究人员已经开发出一种人造皮肤,通过离子信号感知力,并将颜色从黄色变为紫色,提供了损伤发生的视觉线索。

科学家已经开发出许多不同类型的电子皮肤,或电子皮肤,可以通过电子传输感知刺激。然而,这些导电体并不总是生物相容的,这可能会限制它们在某些类型的假肢中的使用。相比之下,离子皮肤或I-皮肤使用离子作为电荷载体,类似于人类皮肤。与电子皮肤相比,这些离子导电水凝胶具有更好的透明度、延展性和生物相容性。张琦、朱世平和同事们希望开发一种I-skin,这种I-skin除了通过施加力来记录电信号的变化外,还可以通过改变颜色来模拟人类的擦伤。

研究人员制备了一种离子型有机水凝胶,其中含有一种叫做螺吡喃的分子,在机械应力下,该分子的颜色会从淡黄色变为蓝紫色。在测试中,当拉伸或压缩时,凝胶显示出颜色和导电性的变化,紫色保持了2-5个小时,然后变回黄色。然后,研究小组将I-skin贴在志愿者身体的不同部位,如手指、手和膝盖上。弯曲或拉伸会引起电信号的变化,但不会像人类皮肤一样造成瘀伤。然而,用力反复按压、敲击和挤压会产生颜色变化。研究人员说,I-skin在电和光信号方面的反应与人类皮肤类似,为检测假肢设备和机器人的损伤开辟了新的机会。

作者承认中国国家自然科学基金资助项目,广东创新和创业团队,深圳科技计划,2019年中央政府指导地方科技发展专项:环境净化功能材料研究平台、深圳市先进材料产品工程重点实验室、中大深圳校长基金。

标签:化工应用生物化学医用塑料仪器设备
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