团队研发出像鳄鱼皮一样柔韧的电子皮肤

开发具有多种感官的电子皮肤对于包括康复、医疗保健、假肢和机器人技术在内的各个领域都至关重要。这项技术的关键组成部分之一是可拉伸压力传感器，它可以检测各种类型的触摸和压力。最近，来自POSTECH和韩国蔚山大学的研究人员联合团队最近取得了重大突破，成功地创造了受鳄鱼皮启发的全方位可拉伸压力传感器。

该研究背后的团队由POSTECH化学工程系的KilwonCho教授、GiwonLee博士和JonghyunSon博士领导，以及由新加坡大学化学系的SeungGooLee教授领导的团队。蔚山。他们从鳄鱼皮独特的感觉器官中汲取灵感，开发出带有微型圆顶和皱纹表面的压力传感器。结果是一个全向可拉伸的压力传感器。

鳄鱼是一种可怕的捕食者，大部分时间都潜伏在水下，它们具有非凡的感知小波浪和探测猎物方向的能力。这种能力是通过位于他们皮肤上的极其复杂和敏感的感觉器官实现的。该器官由半球形的感觉凸起组成，这些凸起以重复的方式排列，它们之间有皱纹铰链。当鳄鱼移动身体时，铰链变形，而感觉部分不受机械变形的影响，使鳄鱼在水下游泳或捕猎时对外界刺激保持异常敏感。

研究团队已成功模仿鳄鱼感觉器官的结构和功能，开发出高度可拉伸的压力传感器。通过发明一种带有细小皱纹的半球形弹性聚合物，其中包含长纳米线或短纳米线，他们创造了一种性能优于目前可用压力传感器的设备。虽然其他传感器在受到机械变形时会失去灵敏度，但这种新型传感器即使在一个或两个不同的方向上拉伸时也能保持灵敏度。

得益于其表面细小的皱纹结构，传感器即使在受到显着变形的情况下也能保持对压力的高灵敏度。当施加外部机械力时，褶皱结构展开，减少负责检测施加压力的半球感应区域的应力。这种应力降低使传感器即使在变形的情况下也能保持其压力灵敏度。因此，即使在一个方向拉伸高达100%和两个不同方向拉伸高达50%时，新传感器也表现出对压力的异常敏感度。

研究团队开发了一种可伸缩压力传感器，适用于各种应用广泛的可穿戴设备。为了评估其性能，研究人员将传感器安装在塑料鳄鱼身上并将其浸入水中。有趣的是，安装的传感器能​​够检测到小水波，成功复制了鳄鱼感觉器官的感知能力。

“这是一种可穿戴压力传感器，即使在拉伸应变下也能有效检测压力，”领导该团队的Cho教授解释说。他补充说：“它可以用于多种应用，例如假肢的压力传感器、软机器人的电子皮肤、VR、AR和人机界面。”

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