電子皮膚(e-skin)是一種柔性薄膜狀的材料，被設計用來模擬人體皮膚的性質，對溫度和壓力等環(huán)境刺激做出反應。具有柔性和緊湊的電路，電子皮膚有多種潛在醫(yī)學和機器人領域的應用。例如，這項技術可以使帶假肢的人恢復觸覺。

    研究人員正在將這個概念進一步深化，使電子皮膚具有人類皮膚沒有的特性。來自韓國的研究人員創(chuàng)造了一種電子皮膚材料，不僅對溫度和壓力，還會以模仿味覺或嗅覺的方式對化學刺激進行反應。在最新一期的《Advanced Materials》期刊中，他們介紹了這種被稱為“電子嗅覺皮膚”的材料。

    這種具有柔性并略有彈性的薄膜由碳納米管制成，長線由許多碳納米管旋轉而成，分層的設計比單個組件強度更高。研究人員將這些導電纖維交叉放置并嵌入到電介質中。碳納米管電路被放置在聚二甲基硅氧烷(PDMS)襯底上。

    制備出一種可折疊、扭曲、拉伸和感應的材料。該皮膚通過壓電式電容傳遞信號，意味著它將產生電容的變化來對刺激進行反應。

    就像真的皮膚，這個電子皮膚響應壓力和溫度變化。感應能力被集成到皮膚的每個像素上，意味著該設備不僅可以探測刺激，還可以確定它的位置。

    對于皮膚來說，該材料具有更不尋常的特性：它可以區(qū)分不同類型的化學刺激。當接觸類似己烷的非極性液體，它產生很小的電容響應。另一方面，對更多類似丙酮或水等的極性分子產生強烈的電容響應。不同溶劑誘發(fā)不同的可重復皮膚響應特征。

    “之前沒有關于在同一設備中能夠感知觸覺和嗅覺刺激的混合電子皮膚的研究報告，”論文第一作者兼研韓國首爾崇實大學研究員Do Hwan Kim說。

    能夠區(qū)分這些化合物的能力類似于人類的鼻子或舌頭，Kim說。

    同時存在其他可以檢測化學刺激的傳感器，將所有傳感器整合到電子皮膚材料中，對于機器人傳感應用特別有價值。將不同的傳感方式集成到一個材料中，使它們更為緊湊而高效。

    然而，這樣的多功能性需要特別注意：因為電子皮膚使用同樣的輸出，通過改變電容，測量許多不同的變量，沒有明確的方法來區(qū)分哪個特定的變量在變化。

    并沒有參與這項研究的德克薩斯大學奧斯汀分校的研究員Nanshu Lu說：“這項工作的好處是非常明顯的，只需要一個設備，便可以實現這么多的使用模式”。然而她說，“如果受到一系列的刺激，不可能將每個都區(qū)分出來。因為總會有串音?！?/P>

    在未來，研究人員希望能找到一個方法來分離出每個變量的信號，使該材料能夠在同一時間報告多種刺激。