「材料皮肤」变色龙仿生电子皮肤问世

今天，山东创新网分享「材料皮肤」变色龙仿生电子皮肤问世。

美国斯坦福大学研究人员日前制造出一种有弹性、可变色的压力敏感材料，它是迄今最接近变色龙皮肤的人造材料。用不同力度触摸这种电子皮肤，它会改变颜色。研究人员指出，将来这种电子皮肤在交互式可穿戴设备、人造义肢、智能机器人等方面有着广泛应用。
类似的变色材料以往也有，但很少有材料还能感知压力，而且没有一种是有弹性的。新的电子皮肤首次具有这三种特点。论文第一作者、斯坦福大学的周河秀（音译）说，这是一种仿变色龙的弹性电子皮肤，改变所施压力的大小和时间，就能很容易地控制电子皮肤的颜色；反过来，还能通过电子皮肤的颜色变化来分辨压力大小。
新电子皮肤主要由两个部分组成：弹性微结构聚合材料和弹性电致变色聚合材料，前者能随压力改变电压，后者能随电压变化而变红或变蓝。
研究人员用一个绒毛熊演示了电子皮肤是怎样变色的。他们给小熊掌上贴上压敏材料，并与放在小熊腹部的电致变色材料连接。电致变色材料先是暗红色，轻握小熊掌（压力约50千帕）时变为蓝灰，放开后又变回暗红，用大力握时（约200千帕）变为淡蓝色。
研究人员解释说，这是一个多步骤的过程。握手的压力使压敏材料电阻下降，由此使电致变色材料的电压升高，氧化材料使其化学结构发生轻微改变，从而明显改变其吸收光谱。压力消除后这一过程会迅速逆转。
虽然研究中所用的电致变色材料只能在红蓝之间转变，但研究人员希望其他电致变色材料能有更多颜色，这样就可带来更广泛的应用。电子皮肤有可能与可穿戴或携带设备结合，如衣服、智能手机、智能手表等，把各种颜色整合到一种设备中，可作为一种互动式装饰或表达情绪方式。
周河秀说，电子皮肤颜色的改变还可用于分辨压力，这种系统能与任何想知道其表面压力的东西结合。此外，它还有伪装功能，可用于义肢和智能机器人。弹性系统能很好地贴附在曲面和动态表面上，传统的坚硬材料却做不到这一点。
（常丽君）