變色龍仿生電子皮膚問(wèn)世 遇壓力變色
2015-09-16 來(lái)源:中國(guó)聚合物網(wǎng)
美國(guó)斯坦福大學(xué)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(huì)改變顏色。研究人員指出,將來(lái)這種電子皮膚在交互式可穿戴設(shè)備、人造義肢、智能機(jī)器人等方面有著廣泛應(yīng)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(méi)有一種是有彈性的。新的電子皮膚首次具有這三種特點(diǎn)。論文第一作者、斯坦福大學(xué)的周河秀(音譯)說(shuō),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(shí)間,就能很容易地控制電子皮膚的顏色;反過(guò)來(lái),還能通過(guò)電子皮膚的顏色變化來(lái)分辨壓力大小。
新電子皮膚主要由兩個(gè)部分組成:彈性微結(jié)構(gòu)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(lán)。
研究人員用一個(gè)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(shí)變?yōu)樗{(lán)灰,放開(kāi)后又變回暗紅,用大力握時(shí)(約200千帕)變?yōu)榈{(lán)色。
研究人員解釋說(shuō),這是一個(gè)多步驟的過(guò)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(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生輕微改變,從而明顯改變其吸收光譜。壓力消除后這一過(guò)程會(huì)迅速逆轉(zhuǎn)。
雖然研究中所用的電致變色材料只能在紅藍(lán)之間轉(zhuǎn)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(lái)更廣泛的應(yīng)用。電子皮膚有可能與可穿戴或攜帶設(shè)備結(jié)合,如衣服、智能手機(jī)、智能手表等,把各種顏色整合到一種設(shè)備中,可作為一種互動(dòng)式裝飾或表達(dá)情緒方式。
周河秀說(shuō),電子皮膚顏色的改變還可用于分辨壓力,這種系統(tǒng)能與任何想知道其表面壓力的東西結(jié)合。此外,它還有偽裝功能,可用于義肢和智能機(jī)器人。彈性系統(tǒng)能很好地貼附在曲面和動(dòng)態(tài)表面上,傳統(tǒng)的堅(jiān)硬材料卻做不到這一點(diǎn)。
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(méi)有一種是有彈性的。新的電子皮膚首次具有這三種特點(diǎn)。論文第一作者、斯坦福大學(xué)的周河秀(音譯)說(shuō),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(shí)間,就能很容易地控制電子皮膚的顏色;反過(guò)來(lái),還能通過(guò)電子皮膚的顏色變化來(lái)分辨壓力大小。
新電子皮膚主要由兩個(gè)部分組成:彈性微結(jié)構(gòu)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(lán)。
研究人員用一個(gè)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(shí)變?yōu)樗{(lán)灰,放開(kāi)后又變回暗紅,用大力握時(shí)(約200千帕)變?yōu)榈{(lán)色。
研究人員解釋說(shuō),這是一個(gè)多步驟的過(guò)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(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生輕微改變,從而明顯改變其吸收光譜。壓力消除后這一過(guò)程會(huì)迅速逆轉(zhuǎn)。
雖然研究中所用的電致變色材料只能在紅藍(lán)之間轉(zhuǎn)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(lái)更廣泛的應(yīng)用。電子皮膚有可能與可穿戴或攜帶設(shè)備結(jié)合,如衣服、智能手機(jī)、智能手表等,把各種顏色整合到一種設(shè)備中,可作為一種互動(dòng)式裝飾或表達(dá)情緒方式。
周河秀說(shuō),電子皮膚顏色的改變還可用于分辨壓力,這種系統(tǒng)能與任何想知道其表面壓力的東西結(jié)合。此外,它還有偽裝功能,可用于義肢和智能機(jī)器人。彈性系統(tǒng)能很好地貼附在曲面和動(dòng)態(tài)表面上,傳統(tǒng)的堅(jiān)硬材料卻做不到這一點(diǎn)。
版權(quán)與免責(zé)聲明:本網(wǎng)頁(yè)的內(nèi)容由中國(guó)聚合物網(wǎng)收集互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)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(diǎn)或證實(shí)其真實(shí)性,也不構(gòu)成其他建議。僅提供交流平臺(tái),不為其版權(quán)負(fù)責(zé)。如涉及侵權(quán),請(qǐng)聯(lián)系我們及時(shí)修改或刪除。郵箱:info@polymer.cn。未經(jīng)本網(wǎng)同意不得全文轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。
(責(zé)任編輯:xu)
相關(guān)新聞
- 陜科大劉新華、姜慧娥等 AFM:具有三明治架構(gòu)的適形植物貼附Janus電子皮膚用于植物多模態(tài)表型監(jiān)測(cè) 2026-03-29
- 中南大學(xué)龔舒教授團(tuán)隊(duì) Nat. Commun.:超薄耐磨液固雙層柔性電子皮膚器件 2026-03-12
- 海南大學(xué)張暉/杜杰教授團(tuán)隊(duì) Adv. Sci.:年糕啟發(fā)的紋理化Janus水凝膠-用于身體信號(hào)傳感與人機(jī)交互的柔性電子皮膚新突破 2025-08-02
- 南京郵電大學(xué)黃維院士、趙強(qiáng)教授、馬云教授《Nat. Commun.》:有機(jī)室溫磷光彈性材料 2023-08-12
- 中科院深圳先進(jìn)院胡友根、林志強(qiáng)《Small》:高效吸波導(dǎo)熱多功能彈性材料的設(shè)計(jì) 2022-12-01
- 華南理工大學(xué)殷盼超教授課題組《Angew. Chem. Int. Ed.》:“插層互鎖效應(yīng)”誘導(dǎo)形成的新型彈性材料 2020-11-25
誠(chéng)邀關(guān)注高分子科技
更多>>最新資訊
- 國(guó)產(chǎn)先鋒接棒海外巨頭,PMEC...
- 為什么2026年的行業(yè)會(huì)議,都...
- 制藥科研效率升級(jí),看PMEC C...
- 2026年第七屆中國(guó)實(shí)驗(yàn)室發(fā)展...
- 限免領(lǐng)票丨300+先鋒企業(yè)齊聚...
- 揚(yáng)帆中東,共繪科研儀器新藍(lán)...
- 萬(wàn)眾矚目 重磅開(kāi)局!2025機(jī)...
- ICIE國(guó)際(廣州)涂料工業(yè)展覽...
- 開(kāi)展在即|聚勢(shì)西部,鏈動(dòng)未...
- 9月深圳見(jiàn)真章:AI驅(qū)動(dòng)+國(guó)產(chǎn)...
- 關(guān)于舉辦第二十三屆中國(guó)國(guó)際...
更多>>科教新聞