變色龍仿生電子皮膚問世 遇壓力變色
2015-09-16 來源:中國聚合物網
美國斯坦福大學研究人員日前制造出一種有彈性、可變色的壓力敏感材料,它是迄今最接近變色龍皮膚的人造材料。用不同力度觸摸這種電子皮膚,它會改變顏色。研究人員指出,將來這種電子皮膚在交互式可穿戴設備、人造義肢、智能機器人等方面有著廣泛應用。
類似的變色材料以往也有,但很少有材料還能感知壓力,而且沒有一種是有彈性的。新的電子皮膚首次具有這三種特點。論文第一作者、斯坦福大學的周河秀(音譯)說,這是一種仿變色龍的彈性電子皮膚,改變所施壓力的大小和時間,就能很容易地控制電子皮膚的顏色;反過來,還能通過電子皮膚的顏色變化來分辨壓力大小。
新電子皮膚主要由兩個部分組成:彈性微結構聚合材料和彈性電致變色聚合材料,前者能隨壓力改變電壓,后者能隨電壓變化而變紅或變藍。
研究人員用一個絨毛熊演示了電子皮膚是怎樣變色的。他們給小熊掌上貼上壓敏材料,并與放在小熊腹部的電致變色材料連接。電致變色材料先是暗紅色,輕握小熊掌(壓力約50千帕)時變為藍灰,放開后又變回暗紅,用大力握時(約200千帕)變為淡藍色。
研究人員解釋說,這是一個多步驟的過程。握手的壓力使壓敏材料電阻下降,由此使電致變色材料的電壓升高,氧化材料使其化學結構發生輕微改變,從而明顯改變其吸收光譜。壓力消除后這一過程會迅速逆轉。
雖然研究中所用的電致變色材料只能在紅藍之間轉變,但研究人員希望其他電致變色材料能有更多顏色,這樣就可帶來更廣泛的應用。電子皮膚有可能與可穿戴或攜帶設備結合,如衣服、智能手機、智能手表等,把各種顏色整合到一種設備中,可作為一種互動式裝飾或表達情緒方式。
周河秀說,電子皮膚顏色的改變還可用于分辨壓力,這種系統能與任何想知道其表面壓力的東西結合。此外,它還有偽裝功能,可用于義肢和智能機器人。彈性系統能很好地貼附在曲面和動態表面上,傳統的堅硬材料卻做不到這一點。
類似的變色材料以往也有,但很少有材料還能感知壓力,而且沒有一種是有彈性的。新的電子皮膚首次具有這三種特點。論文第一作者、斯坦福大學的周河秀(音譯)說,這是一種仿變色龍的彈性電子皮膚,改變所施壓力的大小和時間,就能很容易地控制電子皮膚的顏色;反過來,還能通過電子皮膚的顏色變化來分辨壓力大小。
新電子皮膚主要由兩個部分組成:彈性微結構聚合材料和彈性電致變色聚合材料,前者能隨壓力改變電壓,后者能隨電壓變化而變紅或變藍。
研究人員用一個絨毛熊演示了電子皮膚是怎樣變色的。他們給小熊掌上貼上壓敏材料,并與放在小熊腹部的電致變色材料連接。電致變色材料先是暗紅色,輕握小熊掌(壓力約50千帕)時變為藍灰,放開后又變回暗紅,用大力握時(約200千帕)變為淡藍色。
研究人員解釋說,這是一個多步驟的過程。握手的壓力使壓敏材料電阻下降,由此使電致變色材料的電壓升高,氧化材料使其化學結構發生輕微改變,從而明顯改變其吸收光譜。壓力消除后這一過程會迅速逆轉。
雖然研究中所用的電致變色材料只能在紅藍之間轉變,但研究人員希望其他電致變色材料能有更多顏色,這樣就可帶來更廣泛的應用。電子皮膚有可能與可穿戴或攜帶設備結合,如衣服、智能手機、智能手表等,把各種顏色整合到一種設備中,可作為一種互動式裝飾或表達情緒方式。
周河秀說,電子皮膚顏色的改變還可用于分辨壓力,這種系統能與任何想知道其表面壓力的東西結合。此外,它還有偽裝功能,可用于義肢和智能機器人。彈性系統能很好地貼附在曲面和動態表面上,傳統的堅硬材料卻做不到這一點。
版權與免責聲明:本網頁的內容由中國聚合物網收集互聯網上發布的信息整理獲得。目的在于傳遞信息及分享,并不意味著贊同其觀點或證實其真實性,也不構成其他建議。僅提供交流平臺,不為其版權負責。如涉及侵權,請聯系我們及時修改或刪除。郵箱:info@polymer.cn。未經本網同意不得全文轉載、摘編或利用其它方式使用上述作品。
(責任編輯:xu)
相關新聞
- 中國科大龔興龍教授團隊 AFM:天然皮膚啟發的多功能柔韌皮革基電子皮膚 2025-05-27
- 西南林大杜官本院士、楊龍研究員團隊 Nano lett.:面向水下電子皮膚的溫控響應纖維素基 Janus 智能水凝膠 2025-05-09
- 福大楊黃浩教授/張進教授、福醫大附一醫院吳巧藝主任醫師 AFM:氧化應激驅動的多模態抗菌電子皮膚貼片用于慢性傷口實時監測與治療 2025-02-24
- 南京郵電大學黃維院士、趙強教授、馬云教授《Nat. Commun.》:有機室溫磷光彈性材料 2023-08-12
- 中科院深圳先進院胡友根、林志強《Small》:高效吸波導熱多功能彈性材料的設計 2022-12-01
- 華南理工大學殷盼超教授課題組《Angew. Chem. Int. Ed.》:“插層互鎖效應”誘導形成的新型彈性材料 2020-11-25