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會發光的電子皮膚 一張薄薄的塑膠

【大紀元2013年08月22日訊】(大紀元記者吳翰林編譯報導)美國的研究人員近來開發出一款製作在塑膠上相當複雜的電子系統,透過一張會發光薄薄的塑膠及靈活的電腦介面製作出俗稱「電子皮膚」的可撓式感應器網路,電子皮膚可準確的反映出受壓的大小並發光,受壓越大發光即越明亮。

根據《自然材料》(Nature Materials)期刊的報導,新的發光「電子皮膚」(electronic skin, e-skin)是延續之前在加州大學伯克利分校(UCB)電氣工程和計算機科學教授Ali Javey的實驗室所做的研究。該小組已發展利用大量的傳統矽製程技術程式,均勻且可靠地將各種有機和無機物質結合至塑膠表面上。

Javey和他的同事設計使電子皮膚的具有光學響應。研究人員結合了導電性、壓感性橡膠材料、有機發光二極管(OLED)及由半導體碳奈米管製做的薄膜電晶體,去建造壓力感測及發光畫素裝置。這種功能的系統在塑膠上製作,相較於之前在矽表面製作是更加複雜。

該團隊日前展示了高解析度的壓力感應器網路,藉由在相對大面積的塑膠基板上製作奈米裝置,施加的壓力產生的電子讀出高解析度的壓力傳感器網路。新工作的目標是製作壓力感應器,可以直接與人類互動。

近年來,已經有越來越多研究,致力於在塑膠表面上開發比傳統製程的矽晶圓更柔軟的電子設備。靈活、可彎曲的電子材料開啟許多新的應用,如包覆在器官有著可折疊顯示器的醫療感應器。特定的塑膠可以作為電子系統的基底,但在塑膠上確實地佈上複雜電路卻一直是個挑戰。

伊利諾大學厄巴納-香檳分校(UIUC)材料科學教授羅傑斯(John Rogers)表示,物質和元件在結合後的多樣性,使發光壓力感應器的特性令人印象深刻。奈米材料的研究結果闡明瞭如何將基本的元件研究和簡單設備,轉換成精密且宏觀且具有獨特的功能的設備,他的研究小組已經製作了令人印象深刻的靈活電子感應器(請參考期刊“Electronic Sensors Printed Directly on the Skin”)

Javey表示:用於構建傳統的液晶顯示器的工具和方案,也可以用於製造他的小組所研發的電子皮膚,原則上可以包含其他類型的感應器,也可以其他方式設計。他的研究小組也在尋求將印刷電子產品直接置於塑膠的方法。這尚在發展的早期階段,但最終可能會提供一種有效產生大量互動式傳感器的途徑。

電子皮膚可用於機器人、汽車儀表板、手機螢幕、互動桌布甚至可望用來發展如電子繃帶,用來持續監控心跳和血壓等需要即時回饋的訊息,隨著電子皮膚技術的不斷進步,可望為人類帶來更多的便利性。

(責任編輯:林文)