人造皮肤能让超人感知

人造皮肤能让超人感知

康涅狄格大学的研究人员在一篇发表在《先进材料》杂志上的论文中指出,一种新型的传感器可能会导致人造皮肤,有一天可以帮助烧伤患者“感觉”,保护我们其他人。

我们的皮肤感知压力、热量、寒冷和振动的能力是一项重要的安全功能,大多数人认为这是理所当然的。但是烧伤的受害者,那些有假肢的人,以及其他由于某种原因失去皮肤敏感性的人,不能想当然地认为这是理所当然的,而且常常是无意中伤害自己。

来自康涅狄格州的化学家Islam Mosa,来自康涅狄格州和康涅狄格州卫生部的James Rusling,以及多伦多大学的工程师Abdelsalam Ahmed,都想制造一种能模拟皮肤传感特性的传感器。这种传感器需要能够检测压力、温度和振动。但研究人员认为,也许它也可以做其他事情。

莫萨说:“如果它拥有人类皮肤所不具备的能力,那将是非常酷的;例如,它能够探测磁场、声波和异常行为。”

Mosa和他的同事们发明了一种传感器,这种传感器的硅树脂管包裹在铜线中,里面充满了一种特殊的液体,这种液体由氧化铁微粒组成,只有十亿分之一米长,被称为纳米颗粒。纳米颗粒在硅胶管的内部摩擦,产生电流。环绕硅胶管的铜线接收电流作为信号。当这个管子受到压力的冲击时,纳米颗粒移动,电信号改变。声波在纳米流体中也会产生波,电子信号的变化方式与管子被撞击时不同。

研究人员发现磁场也会改变信号,其方式与压力波或声波不同。即使是携带传感器四处走动的人也会改变电流,研究小组发现他们可以区分行走、跑步、跳跃和游泳所产生的电信号。

金属皮肤听起来像超级英雄的力量,但这种皮肤不会让穿着者成为X战警的巨人。相反,摩萨和他的同事们希望它能帮助烧伤受害者“再次感受到”,并可能对暴露在危险的高磁场中的工人起到预警作用。因为橡胶外壳是完全密封和防水的,所以它也可以作为一个可穿戴的显示器,提醒父母如果他们的孩子掉进游泳池的深水中。

莫萨说:“我们的灵感是制造一种经久耐用的东西,这种东西可以持续很长时间,并且可以检测到多种危险。”研究小组还没有对传感器的冷热响应进行测试,但他们怀疑它也会对那些人起作用。下一步是使传感器处于扁平配置,更像皮肤,并查看它是否仍然工作。

本文作者中包括来自加州大学的Esraa Elsanadidy和Mohamed Sharafeldin,来自麦克马斯特大学的Islam Hassan和布法罗纽约州立大学的Shenqiang Ren教授。这项工作得到了美国国立卫生研究院(NIH)、国家科学基金会(NSF)和美国能源部的支持。

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