近日,浙江师范大学敏柔团队在柔性仿生电子皮肤材料领域的研究取得重大进展,为可穿戴设备和生物医学领域带来新的可能。这种新型柔性仿生电子皮肤材料不仅具备高灵敏度和高柔韧性,还能模拟人类皮肤的触觉感知,在未来有望广泛应用于智能医疗、人机交互等多个领域。

电子皮肤作为一种能够模拟人类皮肤功能的新型材料,近年来一直受到广泛关注。它能够感知压力、温度、光照等多种外界刺激,并将这些信息转化为电信号,从而实现与外界环境的交互。敏柔团队的柔性仿生电子皮肤材料,通过对分子结构的精确设计和调控,赋予材料更加优异的传感性能。

此次敏柔团队开发的电子皮肤材料,在传感性能上展现出令人瞩目的表现。其中,高灵敏度特性尤为突出,凭借有机-无机杂化铁电体的多极轴杂化,材料内部的分子在受到压力时会发生构象变化,这种变化能够迅速且精准地转化为电信号。实验测试数据显示,该材料甚至可以检测到一粒灰尘飘落的重量,远超传统电子皮肤材料。

在柔韧性和拉伸性方面,材料采用了液晶弹性体夹多极化铁电晶粒的“三明治”结构。通过测试表明,液晶弹性体结合动态交联剂BDB使该材料具有自修复能力,“三明治”结构使电子皮肤材料在破损后在滴水室温放置下,24小时内完成自修复。同时增强材料的稳定性,疲劳测试超20万次仍稳定。

敏柔团队表示,实际应用方面,柔性仿生电子皮肤材料有着广阔的前景。在智能医疗领域,它可以作为可穿戴设备,持续监测患者的心率、血压、血糖等生理指标,并将数据实时传输给医生,为疾病的诊断和治疗提供依据;在人机交互领域,电子皮肤可以让机器人更好地感知外界环境,与人类进行更加自然、流畅的互动。

尽管柔性仿生电子皮肤材料已经取得显著的进展,但研究团队表示,仍有一些挑战需要克服。如何进一步提高材料的稳定性和耐久性,如何降低生产成本,以及如何实现大规模生产仍是后续重点研究需突破问题。他们将继续深入研究,优化材料的传感性能,推动新型电子皮肤材料技术从实验室走向市场,让社会共享这一创新成果。

总的来说,新型柔性仿生电子皮肤材料的出现,为可穿戴设备和生物医学领域带来了新的变革。随着技术的不断进步,电子皮肤将像智能手机一样社会普及,成为社会生活中不可或缺的一部分,为人类的健康和生活质量提升做出巨大贡献。

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