本報訊 據(jù)英國《自然》雜志網(wǎng)站7月29日報道,，韓國首爾大學的研究人員從甲蟲的翅膀獲得靈感,，研發(fā)出一種柔韌的電子傳感器,，其能捕捉到一只瓢蟲行走時的輕柔腳步聲,，也可以區(qū)分剪力和扭力，就像人體皮膚一樣,。它還可以綁在手腕上,，作為心率監(jiān)測器使用。29日出版的《自然·材料》雜志對傳感器的設計進行了描述,。
研究人員解釋說,，當甲蟲休息時,，其翅膀上和身體上的兩排毛發(fā)會通過一種名為范德華力的靜電吸引力相互鎖定，他們借鑒了甲蟲鞘翅間的這種鎖合結構,，利用交織在一起的“毛發(fā)”制成了該電子傳感器,。
“毛發(fā)”實際上是直徑100納米、長1微米,、外覆導電金屬涂層的聚合物纖維,。將聚合物纖維層像三明治一樣夾在一起，這些納米“毛發(fā)”就會互相吸引并彼此鎖定,。用聚合物制作的柔軟防護層將其“包裹”住,，并用電線連接起來，便可作為傳感器使用,。當按壓,、揉搓或刷拭傳感器時，“毛發(fā)”的位置發(fā)生改變,，傳感器的電阻也隨之變化,。小至5帕斯卡的壓力都可被其探測到，這是比最輕的觸摸還要柔和的力度,。
通過分析電阻如何響應機械應力而發(fā)生變化,，以及力移除時電阻又是如何恢復的，研究人員可以區(qū)分三種不同類型的機械應力：來自上方的壓力,、沿表面摩擦滑動的剪力和扭轉產(chǎn)生的扭力,。人體皮膚能夠區(qū)分這些力，但大多數(shù)人造傳感器做不到,。研究人員表示,，其他傳感器只能感測到總作用力，卻無法判斷力的方向,。
同樣在研發(fā)靈活的應變傳感器的美國斯坦福大學材料科學家鮑哲南（音譯）認為,，韓國科學家研制的傳感器利用電子讀數(shù)來判斷力的性質(zhì)的方法還有待改進，但其創(chuàng)意是獨特的,。
美國加州Willow Garage機器人技術公司的馬泰·奇奧卡利說,，這種微妙的觸覺輸入對于設計可與人互動的機器人來說將非常有用?！捌つw一直是機器人技術研發(fā)中被忽視的部分?！彼f,，因為它帶來了一項挑戰(zhàn)：除了要具備強壯、靈敏,、柔韌等特點外,，它還需要非常大的表面積,。而韓國研究人員表示，通過制作大型模具,，他們的傳感器片可以很容易地增大面積,，而且成本也很低廉。
電子皮膚也需具備很高的空間分辨率來定位壓力的施加點,。研究小組展示了他們的設備的分辨率：利用一個64像素的8厘米×5厘米傳感器網(wǎng)絡,，追蹤兩只瓢蟲沿其表面的蜿蜒漫步。他們還記錄了一滴水滴跳躍的路徑,，并顯示該傳感器片也可以綁在一個人的手腕上來測量其脈搏,。研究人員說，他們正在同一家醫(yī)療保健公司探討利用這種材料開發(fā)心臟監(jiān)測器的可行性,。
（陳丹）
