科学家研发可回收电子皮肤,能感知压力气流与温度!

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为了打造更加环保的电子设备,研究人员们设想了一种可以完全回收的“电子皮肤”。而且即便被撕裂,e-skin也能够自我修复。据今日发表在《科学进展》(Science Advances)的研究所述,该设备本质上是一片装有传感器的薄膜,能够测量压力、温度、湿度、以及气流。该薄膜由是三种现已商用的化合物、以及纳米银颗粒混合而成。

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如果给“电子皮肤”划了一刀,两侧流出的化学物质即可自行“恢复如初”。即便表面破损,也可以将薄膜丢进溶液中,让材料重新“液化植皮”。有朝一日,这项技术或被用于假体、机器人、或智能织物上。
实际上,全球有许多实验室都在开发电子皮肤。比如一支欧洲研究团队就开发出了一种允许用户通过磁铁来操纵(而不接触物体)的方案。此外,日本也有一项将智能衬衫变为电子游戏运动控制器的技术。

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研究配图 - 1:完全可回收的可塑性电子皮肤。
不过最新研究成果的特殊之处,就是它可以回收再利用:
以美国为例,仅在2014年,该国就创造了160亿磅(近726万吨)的电子废弃物,而所有这些电路板、晶体管、硬盘,都含有必须妥善处理的有毒化学物质。

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研究配图 - 2:薄膜纯度和导电特性。
研究合著者、科罗拉多大学波德分校机械工程助理教授肖建良(音译)表示:
这种特殊的设备不会产生任何废弃物,我们想让钉子产品变得更加环保。

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研究配图 - 3:左上为循环回收过程示意图。
即便“电子皮肤”严重受损,也可以通过“循环解决方案”来回收利用:
● 溶液可以将基质分解为小分子,让纳米银离子沉入底部,然后所有材料都可以被重新利用来制造另一片功能性电子皮肤。

● 在140℉(60℃)的情况下,完整回收耗时30分钟左右;如果在室温下,则需要10小时。

● 相比之下,材料“自愈”的速度要快很多 —— 室温下不到半小时,60℃ 下只需几分钟。

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研究配图 - 4:上部为电子皮肤设计示意图。
这种电子皮肤并非十全十美,它虽然柔软,但不像人类皮肤那样富有弹性。教授表示,他和同事们正在努力提升设备的可扩展性,以便更轻松地运用到假肢或机器人的制造嵌入。
不过最让他们激动的,还是这项研究的环保特性:“我们面临着日益严重的污染问题,环保的重要性也与日俱增。为了自己和下一代,都必须确保自然安全”。

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