新型传感器像羽毛一样轻可作为人类第二皮肤使用

2013-07-30

一种布满传感器的透明塑料薄片可作为医学植入器,其结构非常微妙,不会引起人们的刻意关注,或者它可作为假肢和机器人的"感官皮肤".

据英国新科学家杂志报道，一种布满传感器的透明塑料薄片可作为医学植入器，其结构非常微妙，不会引起人们的刻意关注，或者它可作为假肢和机器人的“感官皮肤”。

日本东京大学材料科学家染矢高雄(Takao Someya)和马汀-卡尔藤布鲁恩(Martin Kaltenbrunner)指出，这种塑料质地电路比羽毛还轻，仅有1微米厚度，非常柔韧，可以作为植入器放置在人体中，且很难感受到它们的存在，例如：放置在手背，或者贴在嘴唇上。

染矢高雄说：“这项技术旨在研制新型生物医学传感器，使佩戴者没有不舒适的感觉。它还可以在无压状态下测量体温和心率，这是设计感官触觉或者温度的人造皮肤关键性特征。”

之前科学家曾建造超薄传感器，其中包括：“电子纹身”贴片粘在皮肤上，能够记录大脑电波，当孕妇使用时可记录胎儿心率。但是制造更纤薄、柔韧性传感器将对传统微芯片制造技术带来问题，正常地高能量等离子可沉积在结构表面用于建造电路，但是这种方法却无法很好地工作在柔软、类似皮肤的材料。

染矢高雄说：“高能量等离子处理方法破坏了超薄和整合聚合物箔片，会形成针孔，目前我们的方法可以避免这一点。”

该研究小组发现一种方法在室温下沉积超纤薄氧化铝层在一个透明聚合物箔片，之后能够附加电路元件至氧化物基片，例如：碳质材料制成的晶体管，有机化合物和触摸传感器或者温度传感器。

不同于传统半导体，这种有机材料能够在室温下加工处理，目前基于有机材料的电路无法像硅质晶体管那样快速处理信息，但能很好地适配探测器。研究小组建造了包含有机触摸传感器的12×12阵列电路，该结构每平方米重量仅3克，通过放置电子元件在预拉伸聚合物上可实现超级弹性。当该材料伸展至2.33倍，其电子和机械性能并未改变。

英国布里斯托尔机械实验室实验主管克里斯-梅尔赫什(Chris Melhuish)称，这种传感器无法独立运行，它需要电源供给，虽然它像羽毛一样轻，但仍需要类似其它电路结构的电流连通性，这将是下一个重大设计挑战。

新型传感器像羽毛一样轻可作为人类第二皮肤使用

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