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變色龍倣生電子皮膚問世

  • 發佈時間:2015-09-16 07:30:59  來源:科技日報  作者:佚名  責任編輯:羅伯特

  科技日報北京9月15日電 (記者常麗君)美國斯坦福大學研究人員日前製造出一種有彈性、可變色的壓力敏感材料,它是迄今最接近變色龍皮膚的人造材料。用不同力度觸摸這種電子皮膚,它會改變顏色。研究人員指出,將來這種電子皮膚在互動式可穿戴設備、人造義肢、智慧機器人等方面有著廣泛應用。

  類似的變色材料以往也有,但很少有材料還能感知壓力,而且沒有一種是有彈性的。新的電子皮膚首次具有這三種特點。論文第一作者、斯坦福大學的周河秀(音譯)説,這是一種倣變色龍的彈性電子皮膚,改變所施壓力的大小和時間,就能很容易地控制電子皮膚的顏色;反過來,還能通過電子皮膚的顏色變化來分辨壓力大小。

  新電子皮膚主要由兩個部分組成:彈性微結構聚合材料和彈性電致變色聚合材料,前者能隨壓力改變電壓,後者能隨電壓變化而變紅或變藍。

  研究人員用一個絨毛熊演示了電子皮膚是怎樣變色的。他們給小熊掌上貼上壓敏材料,並與放在小熊腹部的電致變色材料連接。電致變色材料先是暗紅色,輕握小熊掌(壓力約50千帕)時變為藍灰,放開後又變回暗紅,用大力握時(約200千帕)變為淡藍色。

  研究人員解釋説,這是一個多步驟的過程。握手的壓力使壓敏材料電阻下降,由此使電致變色材料的電壓升高,氧化材料使其化學結構發生輕微改變,從而明顯改變其吸收光譜。壓力消除後這一過程會迅速逆轉。

  雖然研究中所用的電致變色材料只能在紅藍之間轉變,但研究人員希望其他電致變色材料能有更多顏色,這樣就可帶來更廣泛的應用。電子皮膚有可能與可穿戴或攜帶設備結合,如衣服、智慧手機、智慧手錶等,把各種顏色整合到一種設備中,可作為一種互動式裝飾或表達情緒方式。

  周河秀説,電子皮膚顏色的改變還可用於分辨壓力,這種系統能與任何想知道其表面壓力的東西結合。此外,它還有偽裝功能,可用於義肢和智慧機器人。彈性系統能很好地貼附在曲面和動態表面上,傳統的堅硬材料卻做不到這一點。

  總編輯圈點

  壓電材料刺激變色材料,就是人造的五彩皮膚,它和變色龍皮膚的原理有一點像:後者是神經刺激色素細胞擴張、縮小。人造倣品更簡單可控;天然真品則能視顏色、溫度、內分泌、精神狀態而變色,更複雜有趣。將來發明一種隨心情變色的皮膚,也不是不可能。到那時,我們看著股市大盤,臉真的會變綠。

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