3D打印電子皮膚具有彎曲和感知能力
發布時間：2024年2月5日
來源：科技日報
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美國和印度科學家攜手，利用具有可調諧電子和熱生物傳感能力的納米工程水凝膠，借助3D打印技術，開發出一種新型電子皮膚。新皮膚可像人類皮膚一樣彎曲、拉伸，并具有感知能力，有望應用于機器人、假肢、可穿戴設備、運動和健身、安全系統和人機交互等領域。相關研究論文發表于最新一期《先進功能材料》雜志。
人類皮膚是大腦與外界連接的“橋梁”，通過觸摸、溫度和壓力為人體提供豐富的反饋。而電子皮膚未來有望應用于多個領域，比如，持續監測用戶的運動、體溫、心率和血壓等生命體征的可穿戴設備。
最新研究負責人、得克薩斯農工大學生物醫學工程系教授阿希列什·賈哈沃指出，為創建電子皮膚，必須開發出耐用材料。這些材料應兼具模仿人類皮膚的靈活性，包含生物電傳感能力，以及采用適合可穿戴或植入式設備的制造技術。為此，他們開發出了一種納米工程水凝膠。
研究人員利用二硫化鉬納米中的“原子缺陷”，使其能實現高導電性。這些專門設計的二硫化鉬納米顆粒充當交聯劑，形成水凝膠，并賦予電子皮膚導電性和導熱性。
研究人員在基于水凝膠的系統內引入了“三重交聯”策略。水凝膠更容易處理和操作，解決了3D打印技術開發電子皮膚遇到的一些問題，有助構建復雜的2D和3D電子結構。水凝膠也讓新電子皮膚能更好地順應并黏附在動態、潮濕的生物表面上，而這對醫療保健尤為重要。