第B11版:科技·万象
  
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2015年10月20日 星期
能向大脑传送压力信号
最新款人造皮肤问世
□据 《科技日报》
(网络图片)

美国斯坦福大学工程师开发出一种塑料“皮肤”,能检测出自身所受压力的强度,并产生电信号把这种压力感传送给活的脑细胞。这种人造皮肤有望用于义肢,代替皮肤的某些感觉功能。

人类手上的皮肤拥有6种感觉机制,能分辨压力大小、温度、质地、疼痛等多种感觉,本研究只是其中一种,模拟了触觉的一个方面,能分辨“轻轻握”和“紧紧抓”有何不同。研究小组负责人、斯坦福大学化学工程教授鲍哲南(音译)说,这是第一次开发出一种柔韧的类似皮肤的材料,不仅能检测压力,还能向神经系统传输信号。

该技术的核心是一种双层塑料结构:上层作为传感器,能像人类皮肤一样检测自身所受压力;下层作为传输电信号的线路,并将电信号转化为与神经细胞兼容的生化刺激。

鲍哲南的团队10年来一直在研究能模仿皮肤功能的材料,发现通过测量塑料或橡胶分子结构的自然弹性,可将其用作压力传感器。他们在塑料膜上压制了花纹以增强其压力敏感性,又在上面排布了数十亿个碳纳米管使之能导电,形成电压敏性,能模仿人类皮肤,把压力信息变成类似摩尔代码的电脉冲。

下层人造皮肤是一种柔性电路,能把电脉冲传给神经细胞。鲍哲南的团队利用施乐公司的喷墨打印技术,在塑料上印制了柔性电路。最后,他们利用光基因学技术改造了一些神经元,让神经元能识别下层人造皮肤产生的电信号。

鲍哲南还指出,实验中利用光基因学只是概念验证,真正义肢中还可以用其他神经刺激方法。他们已经证明了用电脉冲直接刺激神经元也是可能的。



   

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