魷魚變色皮膚啟發 中國研發光子-離子電子皮膚系統

編譯/高晟鈞

過去幾十年所創造的無數硬件與產品,許多都從動物或自然現象中汲取靈感。近期,中國大連理工大學的研究人員創造了一種新的電子皮膚,其靈感便來自魷魚的變色皮膚,具有高度的柔韌性、耐極端溫度和抗菌能力。

魷魚變色皮膚啟發 中國研發光子-離子電子皮膚系統。示意圖/123RF

動物皮膚可以將環境信息轉換為生物電信號,並傳輸到神經系統來感知外部環境變化(震動、觸覺、溫度等等)。而頭足類動物(烏賊、魷魚)的皮膚則更特別了,它們可以通過顏色變化進一步感知複雜的環境,用於交流、求愛、偽裝和體溫調節。

魷魚的皮膚呈現一種明亮的結構顏色,這種顏色由虹膜細胞內,反射蛋白的層狀奈米光子組成。受此啟發,牛文斌博士開發了新型光子-離子的電子皮膚系統,可以同步輸出光和電信號;另外,它也整合了具有抗菌特性的月桂酸甘油脂分子,可以消滅99.9%以上的細菌和真菌。最後,這種光子奈米結構還引入了抗凍劑PEG2000和導電離子,最終獲得了一個光子-離子電子皮膚。

當研究人員的皮膚暴露於外部刺激時,光子奈米結構會迅速變化,使得顏色改變。同時,皮膚中的離子傳輸和流動性也會發生變化,最終實現光電雙信號的同步。電子皮膚由於含有月桂酸單甘油脂,可以殺死幾乎所有革蘭氏陽氏細菌和真菌,對於義肢和其他醫療技術有特別重要的作用。而PEG2000則允許其在低溫中,維持雙信號的輸出能力。

牛博士表示:「未來,這種新電子皮膚可用於增強各種設備的功能,包括可穿戴設備、機器人、電子義肢和人機交互介面等等。」

資料來源:TechXplore

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