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1、这样的假肢不但有触感, 还可太阳能供电! 假肢对于一些伤残人士而言, 必不可少, 在 2015 年发明的更为经济的石墨烯制备的基础上, 英国格拉斯哥工程大学的 Dahiya 课题组又为他们带来了福音有触感的假肢, 使得医疗器械向前迈进了一大步。作为一个材料科学家, Ravinder Dahiya 多年来一直在开发可用于皮肤合成的薄而柔韧的电子产品, 当然也碰到了许多困难, 譬如需要制造出足够小的传感器和可以随意弯曲的电子元件, 更不用说这些东西可以供电。他的团队报道了一个重大突破, 他们将太阳能电池集成到基于石墨烯的电子皮肤中, 提高了假肢对触摸敏感和自我供能的可能性。在导电性能方面, 石墨烯
2、具有各种各样的优势, 它只有一个原子的厚度但是比钢铁更强, 但是之前石墨烯并不是如此便宜。早在 2015 年, 在格拉斯哥工程大学 (University of Glasgows School of Engineering) 工作的 Dahiya 发现了一种新的生产方法, 使石墨烯比之前便宜约 100 倍。对于无数使用石墨烯或其应用做研究的科学家来说, 无论是手机的柔性显示器还是用于药物传递的医用贴片, 这都是一个好消息。但是对于 Dahiya 来说, 他离石墨烯基底的合成皮肤更近一步。多年来, 科学家一直在努力重建复杂的神经系统, 通过将压力传感器构建成各种材料, 使人类皮肤感觉到触觉。我们
3、已经看到压电晶体管被植入合成皮肤, 使得它们足够敏感地读取指纹, 另外还有一些人使用多途传感器来检测温度、湿度和压力, 以及使用由无机半导体制成的压敏材料仅需使用较小的能量。他们所面临的难题是如何解决功能问题。对于他们最新的研究, Dahiya 和他的团队使用单层石墨烯和表面的透明聚合物保护层, 这也是压力敏感的, 而且能使皮肤检测到 0.11 k Pa 的最低压力。同时, 石墨烯本身恰好是高度透明的, 允许照射其表面 98%的光通过。Dahiya 的团队利用这一优点, 将发电光伏电池置于材料下面, 能够为每平方厘米的触感皮肤提供 20 纳瓦的功率。研究人员的后续步骤涉及探索如何通过电池捕获一些能量以备以后使用, 或甚至用于为整个假肢提供动力。有一天, 这可能会使自动力的假肢能够更好地接触柔性材料。例如, 可以拿起一杯茶, 甚至可以判断温度是否合适。Dahiya 说:“我们已经在这方面取得了一些令人鼓舞的进展, 我们期待着能尽快地将这些结果公之于众。我们也正在探索以这些令人兴奋的结果为基础, 开发出平价的可穿戴系统。”
