一种新型传感器可用于制造一种人造皮肤,帮助烧伤患者,并更好地保护因职业活动而受到特别暴露的某些类别的公民:《先进材料》杂志上的一篇文章介绍了这种传感器的高级研发阶段。
皮肤对 压力、振动、冷热的感知能力对确保安全至关重要,而大多数人却认为这种功能是理所当然的:那些被烧伤或因某种原因失去皮肤敏感性的人经常会无意中伤害自己。
康涅狄格大学的化学家伊斯拉姆-莫萨和詹姆斯-罗斯林以及多伦多大学的工程师阿卜杜勒萨拉姆-艾哈迈德正在开发一种传感器,它可以模仿皮肤的感官特性,但不仅限于此。莫萨说:”如果新的人造皮肤还能具备天然人类皮肤所不具备的功能,例如探测磁场、声波和异常行为的能力, 那将会非常酷 。
研究小组制作了一个传感器原型,在硅管中缠绕铜线,并注入一种由长度仅为十亿分之一米的微小氧化铁颗粒组成的特殊液体。硅胶管内的纳米粒子碰撞产生电流,铜线将其接收为信号。当硅胶管受到产生压力的物体撞击时,纳米粒子就会移动,电信号就会发生变化。声波传入纳米粒子流体,电信号再次发生变化,但变化的方式不同,而且可以识别。
研究人员发现,磁场也会以一种有别于压力或声波的方式改变信号。最后,当佩戴传感器的人移动时,电流会发生变化并产生不同的信号,这取决于他们是在走路、跑步、跳跃还是游泳。
这种“金属皮肤 “看起来可能是一种类似于漫画英雄所拥有的超能力,但研究人员设计它的目的是帮助烧伤患者重新意识到正常人体皮肤所提供的感觉,并可能帮助那些可能因工作而暴露在危险磁场中的人。该装置由橡胶外层完全密封,也可在水中使用。
下一步是改变传感器的形状,使其呈现扁平、更像皮肤的构造,看看它是否能保持测试设备所显示的非凡特性。
Ahmed A, Hassan I, Mosa IM, Elsanadidy E, Sharafeldin M, Rusling JF, Ren S. An Ultra-Shapeable, Smart Sensing Platform Based on a Multimodal Ferrofluid-Infused Surface.Adv Mater.2019 Mar;31(11):e1807201.