本文來自微信公眾號“根新未來”。
機器人，總是給人以堅硬且冰冷冷的感覺。即便是能夠通過圖靈測試、堪比人類思維的《機械姬》，也改變不了其缺乏柔性的現(xiàn)實。為了解決這個痛點問題，美國斯坦福大學(xué)的科學(xué)家們研發(fā)了一種多層薄膜傳感器——這種人造電子皮膚可在損傷時啟動重新排列的自愈合功能。該研發(fā)成果的相關(guān)論文報道發(fā)表在最新一期的《科學(xué)》雜志上。
人造皮膚，為何能自動重新修復(fù)呢？答案就在于每層皮膚的主干都是由長分子鏈組成的，這些長分子鏈通過動態(tài)氫鍵定期連接，就像將DNA鏈的雙螺旋連接在一起的分子鏈一樣，這使得材料可以重復(fù)拉伸而不會撕裂。
那么，這種人造皮膚又是如何實現(xiàn)自愈的呢？據(jù)研究人員介紹，該人造電子皮膚模仿了人類皮膚有很多層的特性，單層薄至1微米，甚至更薄，10層或更多層堆疊在一起的厚度不超過一張紙，而且每層都具有各自不同的功能。
這種人造皮膚在破損愈合的過程中，每一層皮膚的分工都是明確且有序的，大家各司其職，有選擇性地自行愈合，以恢復(fù)整體功能。其中，有的層可能感覺到壓力，有的層感覺溫度，還有的層具有張力，不同層的材料可以被設(shè)計成具有感應(yīng)熱、機械或電氣變化的特性。這種新進化出的免疫機制，通過涉及分子識別和信號傳遞的復(fù)雜過程，重建具有原始分層結(jié)構(gòu)的組織。
在新研發(fā)的人造皮膚中，研究人員使用了聚丙二醇和聚二甲基硅氧烷，這兩種聚合物及其各自的復(fù)合材料是不混溶的，氫鍵使它們彼此很好地黏合在一起，從而創(chuàng)建了耐用的多層材料。經(jīng)過設(shè)計，這兩種材料在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)對外部應(yīng)力具有與真人皮膚一般的黏性和彈性。
基于此，科學(xué)家們將實現(xiàn)用柔性的、貼合的甚至接近人類皮膚的材料，讓電子器件和智能終端變得更有溫度、更加好用。這一進步或?qū)㈤_啟機器人的新時代，它們將擁有類似人類觸覺的自愈合成材料制造的“皮膚”。
