斯坦福大学的研究人员开发的伸展,触摸电子

斯坦福大学的研究人员开发的伸展,触摸电子

人类用眼睛、耳朵、鼻子和嘴巴感知我们世界的许多方式,也许比我们的触觉和多才多艺的手更不受人赏识。多亏了我们敏感的指尖,我们可以在接触火焰之前感受到热量,或者感觉到新生儿面颊的柔软。

但是假肢的人生活在一个没有触觉的世界里。恢复一点这种感觉是推动大学化学工程师鲍哲南数十年来一直寻求创造可拉伸的电子敏感的合成材料。这种突破可能有一天会成为修复皮肤的覆盖物。但在短期内,这一技术可能成为新类型的柔性电子产品发展的基础,而这种智能手机与我们许多人小心翼翼地在后面口袋里携带的刚性智能手机形成鲜明对比。

现在,在2月19日的自然研究,鲍和她的团队描述两技术第一,能把这20年的目标实现:一个伸展的创作,具有集成触摸传感器聚合物电路检测人工瓢虫细腻的足迹。虽然该技术成果是一个里程碑,第二,更实用,提前是一个大量生产这类新的灵活的方法,可拉伸的电子–在商业化的道路上迈出了关键的一步,”鲍说。

“人造皮肤和柔性电子器件的研究已经走过了漫长的道路,但直到现在没有人展示了一个可靠的制造过程可伸缩电路,”鲍说。

鲍的希望是,制造商将来有一天可以制造出一种聚合物基的电子板,内置各种各样的传感器,并最终将这些灵活、多用途的电路与人的神经系统连接起来。这种产品类似于更为复杂的生物化学感官网络和表面保护材料,我们称之为人类皮肤,它不仅能感知触觉,还能感知温度和其他现象。但没过多久,人工皮肤的过程成为可能,这种性质的报道将使可折叠伸缩触摸屏的创作,电子衣服或皮肤像医疗应用补丁。

一层一层

鲍说,他们的生产过程涉及几层新时代的聚合物,一些提供了材料的弹性和其他错综复杂的电子网格。尽管如此,还有一些作为绝缘体来隔离电子敏感材料。生产过程中的一个步骤涉及使用喷墨打印机,从本质上说,在某些层上作画。

“我们设计的所有这些层和活性元素完美地在一起工作,说:”博士后学者司红望,这篇文章的共同第一作者。

该小组已经成功地将它的材料做成正方形,每平方英寸大约有两英寸,里面有6000多个单独的信号处理装置,它们像合成神经末梢。所有这些都封装在防水保护层中。

斯坦福大学的研究人员开发的伸展,触摸电子

原型可以拉伸到原来的尺寸的两倍,同时又能保持其导电能力,而不产生裂纹、分层或皱纹。为了测试耐久性,研究小组将样品拉伸了一千多次,没有造成明显的损伤或失去灵敏度。真正的测试是当研究人员把他们的样本粘在人手上的时候。

博士后研究员Jie Xu说:“即使在形状不规则的表面,它也能起到很大的作用。”。

最有前途的是,本文中所描述的制造过程可能成为评价其他可拉伸电子材料由其他研究人员可能有一天开始取代今天的刚性电子开发平台。

鲍说,在这些新材料和工艺像硅电路一样普遍和有能力之前,还有许多工作要做。首先,她说,她的团队必须提高他们的原型的电子速度和性能,但这是一个有希望的步骤。

鲍说:“我相信我们正处在一个全新的电子世界的边缘。”。

这项研究是由三星电子的支持,美国国家科学基金会的研究生奖学金项目,与大韩民国netep和磨铁。

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