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                                  太阳能电池驱动传感 让义肢有触觉

                                   2020-07-31    127  

                                   大部分的人都已经知道石墨烯有多么万能,也听过它可以应用在哪些方面。如今在仿生医学领域上,石墨烯将再度抢占一席之地。

                                  仿生医学透过了解生物构造与运作原理,研发新的机械或技术,很大部分在于帮助解决人体缺陷带来的不便,像是回复失去的感官知觉。例如人工耳蜗(电子耳)能恢复受损的听力、视网膜植入物也能帮助盲人重见天日,不过市面上还没有一款义肢,能够让失去肢体的人感受到触觉。

                                  触觉系统对义肢来说相当重要,光是把水果从树上摘下,或是把洋芋片从包装中拿出来这类微不足道的小动作,假如没有对触摸或压力的感知,都会变得无法实现。有鑑于此,格拉斯哥大学(University of Glasgow)的研究团队稍早利用石墨烯开发出一款柔软的电子皮肤,能够进行敏锐的压力量测。该团队在《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)上发表此一成果,说明隐藏在皮肤下的太阳能电池,能够驱动一组传感器,让人工肢体产生触觉。

                                  研究负责人Ravinder Dahiya 博士表示:“在人工肢体上,除了灵活性和分布式传感器外,还需要注意动力来源。”因此团队设计出新的电子皮肤,由单层石墨烯制成──只有一粒原子厚度的碳片组成强韧且具有延展性的材料,堆叠在一个太阳能电池上。石墨烯不仅能导电,并且还是透明的,能让98% 的光穿透到下面的太阳能电池中充电。

                                  研究团队进行测试时,发现石墨烯电子皮肤若没有通电开启,义手就会没有办法控制抓取物体的力道,并将其捏碎;但电子皮肤开启后,义手便能够像普通的手一样触摸,并以轻轻抓住物体。

                                  现在电子皮肤每平方公分只需要20 nW的功率,太阳能电池便负担随时供电的任务,而团队也另外设计了另一个具有超级电容器的开发原型,能储存多余能量。

                                  研究团队利用了他们在2015 年率先研发出生产大片廉价石墨烯的技术,持续尝试将石墨烯电子皮肤材料延展,以复盖整个义肢或机器人等较大的范围。Ravinder Dahiya 预计将来5~10 公分的石墨烯电子皮肤只需要1 美金就可以制作出来。他认为,除了人工肢体以外,这款电子皮肤只要搭配太阳能电池,即便在没有电力的偏远地区,也可搭配传感器用于健康监测,像是糖尿病患者的血糖状况。

                                  FR:科技新报

                                  责任编辑:suna
                                  •  标签:  

                                  原文链接:http://www.powled.com/hangyexinwen/710.html

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