曾在刘新宇教授的实验室攻读博士学位的宾宾宾英展示了一种耐寒、可拉伸、粘性强的传感器材料“iSkin”，这种材料可以将物理运动转化为电信号。功劳:润泽左多伦多大学应用科学与工程学院的研究人员设计了一种新材料，它将人类皮肤的柔韧性与改善的导电性和对低至-93℃的温度的耐受性结合在一起。这种物质被称为爱奥尼亚皮肤(ioni c skin)，可以增强多种技术——从可穿戴电子产品到软机器人技术。
这种物质属于一个叫做水凝胶的材料家族，在最近发表在《高级功能材料》杂志上的一篇论文中有详细描述。
“水凝胶是交联的聚合物，能够在其化学结构中容纳大量的水，”宾斌英说，他现在正在麻省理工学院完成博士后工作，但在麦吉尔大学攻读研究生期间领导了材料的设计，同时在麻省理工学院工程教授刘新宇的实验室担任客座博士生。
“我们体内的许多组织都是水凝胶，因此它们通常用于生物相容性很重要的应用，如化妆品或组织工程。但如果我们想将它们用于柔软、灵活或可穿戴的电子产品，我们需要增加新的功能，如机械拉伸性和导电性。”
去年，应和刘发布了早期版本的iSkin，展示了它的一些功能:它是自供电的，无毒，可以扩展到原始尺寸的400%。
最重要的是，弯曲材料会使其电导率成比例变化。这使得它能够将物理运动转换成类似的电信号。
“理疗师可以把它贴在你的膝盖或肘部，测量你的关节何时移动以及移动多少，”刘说。“我们还将其涂在手套上，使我们能够测量和跟踪手的运动，进而可以用来控制机器人。这是一种促进各种人机交互的通用方式。”
在本科生陈瑞安、左润泽和博士生周的贡献下，研究人员正在探索iSkin的进一步应用。例如，向机械抓取器添加材料块会提供一组反馈信号，这些信号对于每个被抓取的物品都是唯一的。然后，分析信号的组合可以让机器人“感觉”到它正在拾取的东西。结合人工智能算法，机器人甚至可以学会区分硬与软、圆与立方等项目。–并对它们进行适当分类。
直到现在，伊斯金还遭受着所有水凝胶都有的缺点:当其中的水结冰时，产生的冰晶会对复杂的聚合物基质造成严重破坏。凉爽干燥的空气也可以将水凝胶中剩余的液态水吸出。
应和他的团队成员通过添加甘油来解决这个问题，甘油是一种无毒的化学物质，通常用于从食物到发胶的所有东西。在仔细测试了数百种可能的配方后，他们开发了一种新的iSkin配方，在不牺牲材料其他有用特性的情况下提高了耐寒性。
作为一个额外的好处，新配方使水凝胶更容易粘附到皮肤、衣服和其他材料上。
“我们把它贴在夹克外面，走进了零下10度的多伦多冬天，”英说。"我们能够进行和实验室里一样的测量。"
耐寒性和改善的粘性进一步增加了该材料的可能应用范围。例如，分拣机械抓手现在可以在低温储存设施中操作，在那里工作对人来说不舒服。
该团队还设想了其他可能性，包括设计用于在北极环境中攀爬崎岖地形的软机器人。未来，他们计划继续开发这种材料，并有可能使其小型化。
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
