皮膚能測心跳？來探探“電子皮膚”的神奇之處

貼在手背上的“電子皮膚”（圖片來源：科技日報）

皮膚是人感知外界的窗口，如果在皮膚前加上“電子”兩個字即電子皮膚，那麼它的功能可不僅僅限於幫人來感知外界了。電子皮膚可以幫機器人擁有類似人類皮膚的觸覺系統﹔幫醫務人員監測患者的心率、血壓、血糖等生理指標﹔讓殘疾人的假肢擁有更加真實的觸感﹔甚至還能作為聾啞人的“傳聲器”。電子皮膚因其柔性、易粘附性、高精度性等特點，未來有望廣泛應用於醫學、軍事、語音識別、可穿戴設備、機器人等領域。

當然，這些功能的實現要依靠制備電子皮膚過程中的材料科學和電子技術。電子皮膚最關鍵的部分在於其制成材料和所集成的傳感器電路。從早期不具有優異特性的材料到現今的高分子材料、半導體材料、納米材料等，制備電子皮膚的材料經歷了幾代的轉變后，石墨烯和碳納米等新型材料被認為是理想的制作材料。用這些材料制成的電子皮膚具有良好的韌性和導電性，而材料本身的特點也賦予了這種電子皮膚超輕薄的特性，可以滿足更細化的應用需求。優良的材料結合先進的傳感技術使電子皮膚擁有感知壓力、溫度、力度等參數的能力。

電子皮膚的應用范圍非常廣泛，其中的一個重要應用就是為佩戴假肢的人帶來真實的觸感，讓假肢也真實起來。據新華網報道，美國斯坦福大學化學工程教授鮑哲楠的團隊開發出一種具有能感知壓力並可與大腦溝通的柔性人造皮膚。這種皮膚的外層是可以感知壓力的傳感器，由塑料材料加上碳納米管制成﹔內層是由噴墨打印機印刷出的柔性電子電路，可以把壓力信號改變成電信號並傳遞給大腦。通過用“電子皮膚”制成假肢的外層材質，殘疾人可以更好的感知到假肢對外界環境的反應，使假肢更具有真實感。

在醫療監測和語音識別領域，電子皮膚也有一席用武之地。據《科技日報》報道，中科院蘇州納米技術與納米仿生研究所結合具有微納米結構的柔性基底和高靈敏度的導電納米材料，利用導電材料受微小壓力或觸覺引起的電信號變化來檢測人體各項生理指標如脈搏、心跳、喉部肌肉群震動等。醫務人員可以輕易地通過這種“電子皮膚”來獲得患者的身體數據，從而幫助他們更好地診斷病情和監測患者的身體情況。用於喉部的“電子皮膚”則可將感受到的微小震動引起的電信號加以分析，用得到的數據推動語音識別方面的發展。（朱雅文）

本文由《科技日報》經濟特刊副主編尹傳紅進行科學性把關。