中科院半导体所在人造仿生电子皮肤研究方面取得新进展
高分子科技
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最近，中国科学院半导体研究所超晶格国家重点实验室研究员沈国震课题组与中国人民解放军总医院教授姜凯合作，成功研制出一种基于石墨烯材料的新型柔性触觉传感器，实现了类似人体皮肤功能，可快速感知微小压力变化，从而构筑了具有高灵敏度和高稳定性的人造仿生电子皮肤。该器件具有极好的传感特性，其灵敏度能够达到15.6 kPa-1，响应时间在5 ms, 可循环工作10万次以上。即使对轻如一根羽毛、一粒大米等物体所带来的压力变化也具有很好的响应。这种仿生电子皮肤已经被尝试应用在医学领域，实验室目前将该仿生电子皮肤应用于对脉搏、语音等人体生理信号的实时快速检测，通过对人体说话时喉部肌肉群运动产生的微弱压力变化及脉搏波形变化分析，初步实现了语音识别和人体不同生理状态的准确检测，有望在语音辅助输出系统、人体健康评价和疾病前期诊断方面获得广泛应用。同时为了进一步模拟人体触觉感觉，实验室制备出大尺寸触觉传感器阵列，成功模拟出不同物体力的分布。
该项工作为电子皮肤、可穿戴人体健康监测系统提供了一个新的思路。经过进一步的研究和改进，有希望突破传统柔性多维触觉阵列传感器由多个触觉传感器单元组成的组合式阵列等结构形式。从而实现柔性多维阵列触觉传感器既具有类似于人体皮肤的柔韧性，又具有获取三维方向力信息的功能。该项工作得到了国家自然科学基金等项目支持。研究成果发表在Nano Energy (DOI: 10.1016/j.nanoen.2016.02.053)期刊上。