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以色列开发出新型传感器帮助截肢人士再次感受周围环境

2013-12-23 sensor 668

据悉以色列理工学院的科学家使用微小的金粒子和合成树脂,首次制造出了一种可以感知触摸、温度和湿度的传感器。这类传感器有望被整合进电子皮肤内,帮助截肢人士再次感受周围环境的变化。研究发表在美国化学会杂志《应用材料与界面》上。新传感器的“秘密武器”是其能同时探测三类数据。该研究团队的领导者霍萨姆·赫科博士表示,目前的电子皮肤仅仅能探测到触摸,但他们的新发明则“与真实的皮肤一样,能同时探测到触摸、湿度和温度”,另外,“新系统的灵敏度至少是现在有触觉的电子皮肤的10倍”。

柔性传感器已经成为科学研究的“香饽饽”,但其实用之路却异常坎坷。要想被广泛接受,柔性传感器必须要在低电压下运行(这样它才可以使用目前便携设备中的电池);能够测量大范围的压力以及一次可以进行多种测量,包括湿度、温度、压力以及是否存在化学物质等,而且,也要求其制造过程快捷、方便且廉价。最新研制出的传感器可满足上述所有要求。秘密在于科学家们使用了直径仅为5至8纳米的金纳米粒子,其被名为配体的连接分子所包围。

研究人员发现,当将这些纳米粒子置于由制造汽水瓶的材料—柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成的基座顶部时,得到的化合物的导电能力随着基座弯曲程度的不同而变化—弯曲运动会让某些粒子更接近,从而使电子能快速地通过这些粒子。这种电属性意味着这种传感器能探测很大范围的压力,从几十毫克到几十克不等。以色列希巴医疗中心胸部肿瘤研究与检测中心的负责人尼尔·佩莱德并没有参与该研究,不过,他表示:“这种传感器非常稳定,而且能依附到任何表面。”

另外,通过改变基座的厚度以及制造原料,科学家们可以改变传感器的灵敏度。更重要的是,这些传感器能“因地制宜”,因此,未来可以执行多种不同的任务,包括检测桥梁的张力以及探测是否存在破裂等。