团队开发像鳄鱼皮一样灵活的电子皮肤

具有多种感官的电子皮肤的开发对各个领域至关重要，包括康复、医疗保健、假肢和机器人。这项技术的关键组成部分之一是可拉伸的压力传感器，它可以检测各种类型的触摸和压力。最近，POSTECH和韩国蔚山大学的一个联合研究小组最近取得了重大突破，成功地创造了受鳄鱼皮启发的全方位可拉伸压力传感器。

这项研究背后的团队由POSTECH化学工程系的Kilwon Cho教授、Giwon Lee博士和Jonghyun Son博士领导，以及蔚山大学化学系的Seung Goo Lee教授领导的团队。他们从鳄鱼皮的独特感觉器官中汲取灵感，开发出了具有微型体和褶皱表面的压力传感器。结果是一个全方位可拉伸的压力传感器。

鳄鱼是一种可怕的食肉动物，大部分时间都被淹没在水下，它们具有感知小波和探测猎物方向的非凡能力。这种能力是由位于他们皮肤上的一个极其复杂和敏感的感觉器官实现的。器官由半球形的感觉突起组成，这些突起以重复的模式排列，它们之间有褶皱的铰链。当鳄鱼移动身体时，铰链变形，而感觉部分不受机械变形的影响，使鳄鱼在水下游泳或狩猎时能够保持对外部刺 激的异常敏感。

研究小组成功地模仿了鳄鱼感觉器官的结构和功能，开发出了一种高度可拉伸的压力传感器。通过发明一种具有精细褶皱的半球形弹性体聚合物，该聚合物包含长或短纳米线，他们创造了一种性能优于目前可用压力传感器的设备。虽然其他传感器在受到机械变形时会失去灵敏度，但这种新型传感器即使在一个或两个不同方向上拉伸时也能保持其灵敏度。

由于其表面具有精细的褶皱结构，即使在受到显著变形时，传感器也可以保持对压力的高灵敏度。当施加外部机械力时，褶皱结构展开，减少半球形传感区域上的应力，该传感区域负责检测施加的压力。这种应力减小使得传感器即使在变形的情况下也能保持其压力敏感性。因此，即使在一个方向上拉伸高达100%，在两个不同方向上拉伸50%，新传感器对压力也表现出非凡的灵敏度。

研究团队开发了一种可拉伸压力传感器，适用于各种应用的可穿戴设备。为了评估其性能，研究人员将传感器安装在一条塑料鳄鱼上，并将其浸入水中。有趣的是，安装的传感器能够检测到微小的水波，成功地复制了鳄鱼感觉器官的感知能力。

领导该团队的Cho教授解释道：“这是一种可穿戴的压力传感器，即使在拉伸应变下也能有效检测压力。”。他补充道，“它可以用于各种应用，如假肢的压力传感器、软机器人的电子皮肤、VR、AR和人机界面。”