據(jù)澳大利亞廣播公司網(wǎng)站報(bào)道,，美國的科學(xué)家日前稱他們目前正在利用碳納米管技術(shù)研發(fā)一種新型的人造皮膚,。這種人造皮膚不僅能夠防水,，而且,，還可以像真實(shí)皮膚一樣感知冷熱以及外界施加的壓力,。
人造皮膚可感知冷熱
盡管人造手在行動(dòng)和靈活度上日益逼真,，但是幾乎所有的人造皮膚仍然停留在無感知的塑料涂層水平上,，美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室納米材料合成和屬性小組的高級研究科學(xué)家約翰-西姆普森博士說：“通過運(yùn)用碳納米管技術(shù),，我們造出的人造皮膚不但可以接近真實(shí)皮膚特性，甚至可以超越這些特性,。”
西姆普森及其同事伊利亞-伊凡諾夫正致力于所謂的“薄膜皮膚”研究項(xiàng)目,，旨在研發(fā)靈活、輕便,、完整的多功能皮膚,。此外，參與此項(xiàng)目的研究人員還有來自美國宇航局蘭利研究中心國家航天研究所的科學(xué)家們,。
研究人員們之所以使用納米管,，是因?yàn)橛善渲瞥傻牟牧暇哂幸幌盗杏杏玫膶傩浴＠纾嚎梢詫⒓{米管制成的材料用作溫度和壓力傳感器,，柔軟的電導(dǎo)體,，或者是具有類似人類皮膚機(jī)械和熱性質(zhì)的聚合材料的一部分。
伊凡諾夫說：“此外,，納米管中的碳不會(huì)引起排斥,，這意味著人體的免疫系統(tǒng)不會(huì)將其識(shí)別為一個(gè)外來異物。將來,，納米管將幫助科學(xué)家們研發(fā)與人神經(jīng)系統(tǒng)相連的傳感器,，允許信息來回流向大腦。”目前,，研究小組正在研制一小塊皮膚,，皮膚表面可以防水并感知溫度和壓力變化。
這種防水頂層是由一種特別設(shè)計(jì)的納米結(jié)構(gòu)材料制成的,，它類似沙微粒,，每個(gè)微粒都可放大表面張力作用，從而具有天然防水效能,。這種粒子可以像粉末一樣被灑在聚合物上,，然后將表面與熱量結(jié)合起來，這種涂層可以將水或汗擋在縫線處和關(guān)節(jié)之外，防止?jié)駳鈸p壞電子裝置,。研究小組還在思索如何使用碳納米管來利用太陽能或體熱來為這些傳感器提供能量,，伊凡諾夫說：“我們期待在不久的將來聽到更多有趣的消息。”
提高機(jī)器人的仿真度
機(jī)器人非常幸運(yùn),，研究人員多年一直致力于研制新型機(jī)器人皮膚,，使它們越來越像人類。美國科學(xué)家們研制的這種人造皮膚應(yīng)用在機(jī)器人身上后,，可直接提高機(jī)器人的仿真效能,。此前，美國宇航局戈達(dá)德太空飛行中心技術(shù)專家弗拉迪米爾-魯梅爾斯基將傳感器植入機(jī)器人的皮膚覆蓋層中,，這種高科技機(jī)器人皮膚可使機(jī)器人更出色地完成太空探索任務(wù),，人類和機(jī)器人的“身體狀況”不一樣為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的智能化，機(jī)器人也需要敏感的皮膚產(chǎn)生一定的觸感,。研究人員們后來還研制了能夠產(chǎn)生壓覺和溫覺的機(jī)器人皮膚,，這種人造皮膚能夠探測和人類皮膚同步探測到各種事物。用于電路和半導(dǎo)體中的晶體管成為基于碳原子鏈的“皮膚器官原料”,，這樣機(jī)器人能夠像人類一樣具有觸覺,。
目前，由美國宇航局科學(xué)家研制的一種新型人造皮膚采用垂直碳納米管層排列在整容手術(shù)所使用的橡膠聚合物上,，就像是植入一塊皮膚一樣,，碳納米管通過金絲的串接固定在一起。這些碳納米管分布在橡膠狀的聚合物上,，這種結(jié)合橡膠聚合物和碳納米管的人造皮膚能夠?qū)⒔佑|表面的熱量傳遞至傳感器網(wǎng)絡(luò),，就如同皮膚能夠及時(shí)獲取該信息一樣。碳納米管提高聚合物上的壓電感應(yīng)后,，傳感器能夠向機(jī)器人大腦產(chǎn)生一種信號,。
和真實(shí)皮膚仍存差距
伊凡諾夫表示，在臨床醫(yī)學(xué)應(yīng)用上,，人造皮膚的確顯示了其不同于傳統(tǒng)治療手段的優(yōu)越性,。但是否人造皮膚能解決皮膚缺損后的種種問題呢?目前的研究顯示人們還很難做到這一點(diǎn)。伊凡諾夫說,，皮膚是人體最大的器官,，具有復(fù)雜的組織結(jié)構(gòu)并且含有毛囊、汗腺,、皮脂腺等附屬器官,，發(fā)揮著重要的生理作用。
人造皮膚目前所具有的外形,，韌性和機(jī)械性能等明顯低于天然正常皮膚,，沒有正常皮膚的毛囊,、血管、汗腺以及黑色素細(xì)胞等成分,。更重要的是,，人造皮膚的屏障、免疫,、物質(zhì)交換及能量交換等功能仍距正常皮膚有較大差距,。
人造皮膚目前還不能解決所有的臨床皮膚缺損問題，由于存在移植失敗等風(fēng)險(xiǎn),，人造皮膚的使用有著嚴(yán)格的適應(yīng)癥限制,。
通俗而言，人造皮膚目前只用于“救命”,，它可以封閉創(chuàng)面,，隔離細(xì)菌，方便傷口的愈合,。但目前的科技水平尚無法研發(fā)出帶有人體毛囊、汗腺及色素的真正皮膚,，無法適用于面部及外露皮膚創(chuàng)面的救治,，更不能滿足那些欲借此美容的患者需求。一旦發(fā)生移植后的排異反應(yīng),，仍需盡快進(jìn)行植皮修復(fù),。
現(xiàn)在，人造皮膚必須要在具備較高要求的生產(chǎn)環(huán)境中制備,。要在具備相當(dāng)資質(zhì)的醫(yī)生指導(dǎo)下,，按正規(guī)和嚴(yán)格的操作流程使用。而決不是像有的媒體所稱的,，可以在家里像使用創(chuàng)可貼一樣方便的應(yīng)用,。
伊凡諾夫說：“我們對人造皮膚應(yīng)有客觀和準(zhǔn)確的定位、評價(jià),，不能過于樂觀甚至人為地進(jìn)行夸大炒作,。”
