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                    物理學家新發明:人造“超級皮膚”壓力傳感器
                    發布時間:2016-01-21   點擊次數:1143次

                          據美國物理學家組織網報道稱,10月25日,斯坦福大學化學家鮑哲南(音譯)領導的研究小組開發出一種人造“超級皮膚”壓力傳感器,它具有驚人的彈性,能精確測量加在其上面的壓力,該項產品主要成分是一種透明的單壁碳薄膜,就像微型彈簧一樣,它可用于多種醫療或電子領域,比方說制造觸感義肢、機器人、壓力傳感繃帶、計算機觸摸屏等。相關論文發表在10月23日的《自然?納米技術》上。
                          在此之前,鮑哲南領導的研究小組也曾造出一種非常敏感的壓力傳感器,可以探測出落在其上一只20mg的蒼蠅。而現開發出的傳感器對壓力值沒有以前這么敏感,這次主要側重于讓它適于拉伸和透明。不過,如果給電極表面做些改良處理,新的傳感器也同樣具有極高的敏感性。  
                          人造“超級皮膚”壓力傳感器制作的過程是:將融有納米管的懸浮液噴在兩薄層可拉伸的硅酮上,中間再夾一層容易發生形變的硅酮。中間層硅酮儲存了電荷,就象電池一樣。當對傳感器受到壓力作用時,中間層硅酮就會被壓緊,所儲存的電荷數量會隨之發生改變,電荷的變化被兩層碳納米管薄膜探測到,讓傳感器感知是被拉伸還是擠壓。
                          整個壓力傳感器可以沿任意方向拉伸,放開后立即恢復原樣。傳感器能測量的壓力范圍很寬,從用拇指和食指捏的力量,到一頭大象單腳站立所施壓力的兩倍,這些力的作用都不會造成傳感器永久損壞。“它們能像彈簧似的被反復拉伸而不會產生永久形變。”鮑哲南解釋說,“拉伸或放開它的導電性相同,因為傳感器探測到施加在其上面的壓力,是通過這些彈簧一樣的納米結構,把它們作為電極。”
                          此外,該種傳感器還可以探測出壓力和拉力圖案的不同。當壓縮的時候,壓力方式就像一種靶心圖案,中心處的變形最大,沿著中心向外變形越來越小,如果以相反方向拉伸,情況則正好相反,最大形變出現在兩個力中間的一條直線上,沿著這條線向外形變減少。
                          人造“超級皮膚”壓力傳感器是納米技術在傳感器領域新的應用,它的出現使得傳感器敏感材料又增加一個重要品種,它不僅測量精度高,而且范圍寬,相信在以后的醫療和電子領域將大放異彩。
                     

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