日本东京大学的两位材料科学家Takao Someya和Martin Kaltenbrunner最近对外公布了他们的研究成果:一种带有传感器的透明塑料有机薄膜,将来完全可以应用于生物医学领域,为人类的假肢也提供带有触感的“皮肤”。
这种带有传感器的塑料有机薄膜比羽毛还轻,厚度仅为2微米,而且具备相当不错的柔韧性:可弯曲、可拉伸,也可折叠。哪怕是放在潮湿的环境,也不会影响到它的性能。它完全可以粘附到人体任何部位,而佩戴者几乎感觉不到它的存在。
Someya在接受外媒采访的过程中指出:“这项技术将会引领生物医学传感器的潮流,佩戴者感到不适的概率极低。另外,这种薄膜里面的传感器能够随时测量用户的体温、心率。至于他们是否在做运动,完全可以通过数据读出来。”

早些时候,雷锋网也报道过一种电子皮肤:当触摸它时能立即发光,压强越大的话,它发出的光越明亮,有望让机器人拥有更加真实的触感。也有一种叫“electronic tattoo”的电子纹身贴片,它能够记录大脑电波、测试胎儿心率。
和上面两种产品比起来,这两位日本科学家做的“皮肤”要更薄一些。如果要制造更纤薄、柔韧性更好的传感器皮肤,这对微芯片和电路的要求更高:一般情况下,高能量等离子可沉积在结构表面,形成电路。但是这对于类似于皮肤的柔韧薄膜来说,它们无法正常工作。
在约翰开普勒大学的工作同事协作下,该团队找到了一种方法,可以在常温的情况下往有机薄膜镀上一层氧化铝层,随后便可把一些像晶体管、微型的触摸传感器、温度传感器等电路组件加入到薄膜的电路里面。虽然目前基于有机材料的电路无法像硅质晶体管那样处理高速的信息,但对于传感器来说已经够用。
“目前的高能量等离子处理方法会破坏和击穿聚合物薄片,而我们的方案避免了这种情况发生。”
为了做示范,团队用这种薄膜和触摸传感器打造了一个12×12阵列电路。该结构每平方的重量仅为3克。这种皮肤在拉伸至233%的时候,产品的电气性能和机械性能并没有多大的改变,里面的传感器依然可以正常工作。
英国布里斯托尔机械实验室实验主管Chris Melhuish在祝贺他们的同时也指出,这种“皮肤”无法独立工作,需要外接电源和其他设备,这是它需要面临的另一个重大挑战。