据美国物理学家组织网近日报道,继高灵敏度和自我发电两大创新之后,美国斯坦福大学的女科学家鲍哲南领导的团队为人造电子皮肤新添了透明和可拉伸功能,让人造电子皮肤朝人类真实皮肤更近了一步。
这是人类对人造皮肤进行研究获得的最新成果。目前,有很多科研团队在人造皮肤的研究上大做文章,研究成果也纷至沓来,比如可监测病人心率甚至脑电波的“电子纹身”、可作为电子接口联通人和机器的人造皮肤等等,美国《大众科学》杂志网站近日就此为我们进行了梳理。
皮肤的功能越来越多样
在所有人类器官中,皮肤常常被我们忽视和胡乱对待,但是,皮肤非常可靠,它是我们的身体器官和组织的“保护神”,通过传递各种感觉帮助我们避免伤害,确保我们身处合适的温度和环境下。另外,皮肤的自我更新和恢复功能也非常强大。
不仅如此,皮肤的一些特性也可以应用于其他方面,比如帮助安装了义肢的人重新获得他们已经失去的某些能力。而且,一些具有触觉感知能力的电子皮肤能帮助义肢理解握紧一个苹果、一双手或一块钢铁所需力量的细微差异。
现在,有很多科学家正在尝试复制皮肤所拥有的这些让人受益的属性,研制各种人造皮肤。有的科学家正在建造微小的可拉伸的电子设备,以便赋予义肢真正的触感。也有科学家们正在拓展人类皮肤本身的性质,让其变身为21世纪连接人机之间的“桥梁”。
由纳米墨水制成的导电“纹身”
科学家们表示,某一天,人类可能不再需要给慢性病患佩戴电子监视设备来跟踪其葡萄糖浓度和心率。这些病患的皮肤将为他们做这些事情,或者更准确地说,他们的“纹身”将做这些事情。使用导电材料、荧光材料或纳米粒子液体刻写的纹身将成为一种不那么笨重、不令人讨厌和感觉麻烦的医疗监测手段。
美国西北大学的药学教授希瑟·克拉克正在进行一项实验,试图制造出能让人一直处于联系状态的可嵌入设备。今年夏天,她展示了首款肉眼看不见的纳米粒子“纹身”,该纹身能通过在某些光线下发出荧光来监测血液中葡萄糖和钠的浓度。
美国《技术评论》杂志介绍道,该纹身由120纳米宽的纳米液滴组成,这些液滴包含有一个荧光染料以及能依附于某些化学物质之上的传感器分子,分子越多产生的荧光也越强。一款配备了特殊滤光镜的iPhone手机可作为光源。在实验中,科学家们用iPhone手机的摄像头为荧光拍摄了一张照片并使用计算机对其进行分析,以确定生物标签的浓度。克拉克希望,他们最终能开发出一套可以阅读输出数据的iPhone手机应用程序。
美国麻省理工学院的工程师们也制造出了旨在帮助糖尿病患者持续监测其葡萄糖浓度的纳米粒子“纹身”。工程师们表示,这些粒子也会在葡萄糖和红外光出现时发荧光,使用者能通过穿戴某些电子设备来提供红外线光束并解释荧光所代表的意义。