开发出一种恒温电子皮肤

时间： 2024-01-05 03:16     浏览量：504

本报讯（记者刁雯蕙）近日，南方科技大学材料科学与工程系教授刘玮书课题组在电子皮肤的温觉仿生研究方面取得新进展。相关成果发表于《纳米能源》。

电子皮肤通过在柔性基底上集成各种功能元素模拟人体皮肤的各种功能，是未来智能机器人的理想组件。目前，电子皮肤已经实现了类人体的触觉功能，并形成了稳定的神经反馈。

然而，电子皮肤模仿人体的体温调节功能仍局限于简单的加热或制冷，无法在复杂多变的环境中长时间保持等温调节。如果电子皮肤具备温度调节功能，就可以改变假肢或机器人的温度属性，在高温环境中进行冷却，在低温环境中进行加热，显著提升假肢用户的舒适度和机器人的智能程度。

研究团队借鉴人体体温调节机制，开发出一种具有生物仿生结构的恒温电子皮肤。柔性热电装置与吸湿性水凝胶复合材料的结合实现了产热与散热的有效平衡，从而改变了传统电子皮肤的温度调节。该恒温电子皮肤展示了在10~45摄氏度的宽环境温度范围内将表面温度维持在35摄氏度舒适温度区域的能力。

此外，研究人员在该恒温电子皮肤中加入仿生汗腺层，大大增加了在不同环境下等温调节的有效时间，在环境温度为25摄氏度时达到4.5小时，在环境温度为40摄氏度时达到4.2小时。同时，水凝胶的吸湿性使恒温电子皮肤在等温调节后能从大气中重新吸收水分，在湿度为90%的情况下，只需4小时水分就能恢复到原始状态，具备循环使用能力。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2023.109189

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