陳根：材料智能，從液體人造皮膚開始

2020-10-18 陳述根本

文/陳根

近日，期刊《物質》上發表了一篇由荷蘭埃因霍芬理工大學劉丹青（音譯）副教授領導的團隊開發的關於人造皮膚的新研究。

  

事實上，近年來的「智能材料」研究的相當一部分致力於耦合傳感和驅動，以響應環境的變化。但是，材料的真正「智能」，需要面臨的是使材料向人類、設備或材料之間相互交換化學信息。

此外，提供延長材料和設備壽命的機制，例如通過調整摩擦學特性，也將提供機器人技術背景下的通信和反饋機制。例如，以哺乳動物皮膚為靈感，通過分泌化學物質來化學改變其表面性能的塗層通過影響粘附、潤溼性、溫度或觸摸體驗與環境相互作用。然而，大多數方法僅限於被動釋放，相反，通過觸發釋放和吸收再填充來管理流體仍然是例外的。

研究人員在論文裡介紹了一個人工皮膚組成的（亞）微孔薄塗層，可以填充液體，分泌在驅動。如果液體是一種化學物質，則可以啟動界面化學反應，通過為反應產物提供顏色來可視化。

簡言之，這是一種液體活性皮膚，釋放的液體可以被皮膚重新吸收使用毛細血管填充。此外，液體活性皮膚為機器人處理反應、藥物釋放和化學物質的轉移開闢了新的途徑，而且也為改變表面的摩擦學特性或去除不需要的物種（例如沙子、冰、高粘度液體）開闢了新的途徑。

相關焦點

  • 陳根：打造智能紡織物，可穿戴服裝新材料
    文/陳根隨著可穿戴設備的日漸成熟，可穿戴設備已經逐漸嵌入人們的生活，從可穿戴手環手錶到可穿戴眼鏡等，顯然，智能服飾也將成為可穿戴行業追逐的方向，而智能服飾的材料則成為其必然面臨的問題之一。基於此材料的特性，將可以應用於智能服裝、可自行搭建的帳篷或者機器人降落傘。
  • 讓人造皮膚更智能的「女魔術師」——華人科學家鮑哲南
    新華社北京３月８日電（天下人物）讓人造皮膚更智能的「女魔術師」——華人科學家鮑哲南新華社記者楊駿　張曼新一期英國《自然》雜誌發表報告說，美國史丹福大學華人女教授鮑哲南團隊在柔性電子領域實現了製造工藝的飛躍，使得人造皮膚的感應和計算能力更強，智能性更高。
  • 科學家開發可被無線電波激活的人造皮膚 能吸收和釋放液體
    同樣的材料未來或能讓機器人通過「出汗來冷卻自己」。這種物質被描述為一種人造皮膚，由荷蘭埃因霍芬理工大學劉丹青（音譯）副教授領導的團隊開發。它的形式是由液晶聚合物製成的薄薄的柔性薄片，其中插入了一系列微米大小的孔隙。像海綿一樣，它可以通過毛細管作用，從這些孔隙中吸收液體。一旦受到無害的低能量無線電信號的影響，皮膚內的液晶分子就會扭轉，使自己與無線電波的傳播方向一致。
  • 電子人造皮膚或可製造出真正的智能假肢和智慧機器人
    近日據外媒報導，澳大利亞的科學家們開發了一種電子人造皮膚，可以像真實皮膚那樣對外界帶來的疼痛產生反應，通過模仿人體的即時反饋響應，可以 「複製」 人類皮膚感知疼痛的方式，並能以與神經信號傳送到大腦的相同速度對疼痛感覺做出反應。這項技術為更好的修復術、更智能的機器人以及皮膚移植的非侵入性替代品提供了更多的可能。
  • 陳根：可拉伸新型電子材料，將爆發巨大價值
    文/陳根新材料一直是當下的一個熱門領域，也是能影響與改變我們生活的一個重要研究領域，新材料包括柔性屏幕以及可紡織的電子材料等等簡單來說，就是一種可拉伸、可自愈的新型電子材料。，甚至可以被安裝到可在黑暗環境下（比如救災現場）工作的軟體機器人的皮膚
  • 陳根：智能服飾開啟可穿戴設備新藍海，科技助力未來
    文/陳根智能服飾從提出之始已經走過了一段歷程，但是在體育訓練領域還是一直在被不斷地探索。而目前一方面受制於智能產業微型化進程的限制；另外一方面受制於智能紡織材料技術的制約，智能服飾的發展沒有進入爆發階段。
  • 人造皮膚不僅能自己癒合，還能像真皮膚一樣感知冷暖？
    人造皮膚領域研究現在發展到什麼程度了？今天我們就來聊一聊以色列在人造皮膚方面所做的事情吧。研究這種人造皮膚的人叫Khatib，是以色列理工學院Wolfson化學工程系的一名在讀博士，其先後在兩本著名的學術期刊上發表了論文，分別介紹了他的這項發明中所包含的兩項創新研究成果：一項是創新性人造皮膚材料解碼，另一項是修復與感知系統集成。
  • 鮑哲南:人造電子皮膚不是幻想
    河北新聞網訊（記者馬南）現實版「畫皮」，皮膚也能私人訂製——她領導研製的「靈敏」人造皮膚又創造了新的裡程碑，極大推動了機器人科學、人類皮膚移植術以及假肢感知力領域的進步。在未來，她還將繼續賦能人造皮膚，「讓人類更加人性化。」
  • 《科學大家》專欄｜人造電子皮膚將如何打造「人機合一」的未來
    所以從那時起，我和同事們就開始設計新的材料，研究怎樣才能夠用柔性的材料作出可摺疊的屏幕。經過8年的研究，我們終於做出了世界上第一款可以摺疊的屏幕。所以皮膚的信號或者人造皮膚的信號需要能夠和人體結合起來。
  • 基於凝膠的人造光子皮膚觸覺傳感器
    基於凝膠的人造光子皮膚觸覺傳感技術人造光子皮膚（p-skin）作為一種不尋常的觸覺傳感技術，受到應用光譜學快速發展的技術支持和先進光子通信需求的推動。這種柔性人造電子皮膚比電氣/磁性裝置更不易受環境影響的影響，具有很高的穩定性。
  • 最強人造皮膚來了:自我修復5000次,拉伸28倍,靈敏度驚人
    這種人造皮膚也被稱為「電子皮膚」，是由沙烏地阿拉伯國王阿卜杜拉科技大學的研究人員開發的。 研究小組表示，這種人造皮膚將來可以用於監測人體健康或飛機結構狀況，因為它和人類皮膚一樣敏感。雖然這不是科學家們第一次嘗試「電子」複製人類皮膚，但之前的嘗試都無法與真正的產品相匹配。
  • 新型電子皮膚問世！可感知即時疼痛，或用於皮膚移植和智慧機器人
    導語：皇家墨爾本理工大學研究人員開發出的一種新型的電子人造皮膚可以讓機器人像人類一樣對疼痛做出反應。這種人造皮膚為改進的假肢、更智能的機器人技術以及皮膚移植的非侵入性替代品打開了大門。皇家墨爾本理工大學研究人員開發出了一種新型的電子人造皮膚，可以像真實的皮膚一樣對疼痛做出反應。這種人造皮膚為改進的假肢、更智能的機器人技術以及皮膚移植的非侵入性替代品打開了大門。研究人員表示，該原型設備可以以電子方式複製人類皮膚感知疼痛。
  • 新型電子皮膚問世！可感知即時疼痛，皮膚移植、修復和智慧機器人
    近日，來自澳大利亞的科學家開發了一種可以像真實皮膚那樣對疼痛產生反應的電子人造皮膚，通過模仿人體的即時反饋響應，可以 「複製」 人類皮膚感知疼痛的方式，並能以與神經信號傳送到大腦的相同速度對疼痛感覺做出反應。這項技術為更好的修復術、更智能的機器人以及皮膚移植的非侵入性替代品提供了更多的可能。
  • 獨家專訪鮑哲南:一款「人造皮膚」產品即將進入醫院
    %》、《斯坦福鮑哲南團隊開發出無線皮膚傳感器，可舒適、便捷監測心跳、呼吸和運動》、《人造感覺神經問世！所以我們需要找到一條路徑，讓人造皮膚可以提高我們現在的功能，否則為什麼要把一個人造皮膚放在我的身上。DeepTech：能具體一點嗎？在人造皮膚這個領域未來幾十年內可能會發展到什麼樣的程度，是不是科幻電影裡邊的那種？鮑哲南：我們希望可以用人造皮膚修復壞掉的皮膚，不單是可以恢復感知，而且會增加一些新的功能。
  • 新型電子皮膚如何感應疼痛？如何助力智能假肢和皮膚移植？
    皮膚是我們最大的器官，由複雜的感官組成，不斷監測任何可能引起我們疼痛的東西。如今，研究人員通過新技術複製了這一功能——電子人造皮膚。　　電子人造皮膚對疼痛刺激的反應就像真實的皮膚一樣，並為更好的假肢、更智能的機器人技術和皮膚移植的非侵入性替代方法鋪平了道路。
  • 新型人造皮膚可以讓機器人像人類一樣對疼痛做出反應
    皇家墨爾本理工大學研究人員開發出了一種新型的電子人造皮膚，可以像真實的皮膚一樣對疼痛做出反應。這種人造皮膚為改進的假肢、更智能的機器人技術以及皮膚移植的非侵入性替代品打開了大門。研究人員表示，該原型設備可以以電子方式複製人類皮膚感知疼痛。
  • 科學家研製出可伸縮觸感材料人造皮膚 【VOA慢速英語】
    科學家研製出可伸縮觸感材料人造皮膚 Researchers Create
  • 華裔女科學家鮑哲楠:人造皮膚應用前景廣闊
    有機和高分子半導體材料、傳感材料、有機半導體電晶體、有機太陽能電池、電子紙、人工電子皮膚……這一個個聽著略微陌生的詞彙，其中卻凝聚了鮑哲楠眾多的心血。　　在鮑哲楠取得的所有研究成果中，於2010年公開發表的人造皮膚研究，引發了人們廣泛的關注。所謂的人造皮膚，是由敏感度極高的電子感器(electronic sensors)所組成，當感應器連成一片時，就形為「皮膚」。
  • 南工大製備大面積堅韌人造皮膚
    利用微流控氣噴紡絲法　　皮膚損傷修復尤其是大面積皮膚損傷修復是世界性難題。8月20日，從南京工業大學傳出消息，該校材料化學工程國家重點實驗室陳蘇教授與南京醫科大學金陵臨床醫學院王革非教授合作探索出一種新策略，利用微流控氣噴紡絲法製備大面積高強度的人造皮膚，在腹壁缺損修復中顯示出巨大的潛力。　　迄今為止，大多數研究成果集中於小面積創麵皮膚的修復。
  • 史丹福大學鮑哲南教授:人造電子皮膚不是夢,未來再無智能機
    正如鮑哲南教授所說，智慧型手機是現在，而人造電子皮膚是未來，是下一代電子工業發展的方向，而且是不可避免的一個趨勢。2018年2月份，在英國《自然》雜誌上，鮑哲南科研團隊宣布他們在柔性電子領域實現了製造工藝的新突破，首次成功開發出易量產的高密度、高靈敏度可拉伸電晶體陣列。