光敏電子皮膚讓機(jī)器人擁有“火眼金睛” 相關(guān)研究刊發(fā)于《先進(jìn)材料技術(shù)》雜志
來(lái)源: 科技日?qǐng)?bào) 2022-07-21 16:26:54
英國(guó)格拉斯哥大學(xué)科學(xué)家找到一種新方法,可以將由砷化鎵制成的微型半導(dǎo)體打印到柔性塑料表面,所得設(shè)備的性能可與目前市場(chǎng)上最好的傳統(tǒng)光電探測(cè)器媲美,且能承受數(shù)百次彎曲,因此可用作未來(lái)機(jī)器人的智能電子皮膚,讓其“看到”人類(lèi)視覺(jué)范圍以外的光。相關(guān)研究刊發(fā)于最近的《先進(jìn)材料技術(shù)》雜志。
研究人員稱(chēng),此前他們開(kāi)發(fā)出將硅電路直接打印到柔性塑料表面的方法,創(chuàng)造出了高性能的可彎曲電子產(chǎn)品。砷化鎵被用于制造多種高性能電子產(chǎn)品,但主要打印在剛性表面上。在最新研究中,他們改進(jìn)了現(xiàn)有的滾印系統(tǒng),使用15微米寬的導(dǎo)線陣列將砷化鎵電子產(chǎn)品打印到柔性表面上,由此制造出一種新型柔性光電探測(cè)器,能夠感應(yīng)紫外線、部分可見(jiàn)光和紅外線,且感應(yīng)所需的功率極低。
該系統(tǒng)能夠?qū)庾鞒龀祉憫?yīng):只需2.5毫秒即可感測(cè)到光,8毫秒可恢復(fù),性能與目前市面上最好的非柔性光電探測(cè)器相當(dāng)。研究團(tuán)隊(duì)利用一臺(tái)機(jī)器將其彎曲和扭轉(zhuǎn)500次后,材料的性能也沒(méi)有明顯損失。
該研究負(fù)責(zé)人、格拉斯哥大學(xué)拉文德·達(dá)希亞教授表示,多年來(lái),他們一直致力于提高柔性電子產(chǎn)品的性能,找到了將電子產(chǎn)品直接打印到柔性表面的新方法,構(gòu)建了能夠感覺(jué)“疼痛”的電子皮膚,還開(kāi)發(fā)出了可由陽(yáng)光或人類(lèi)汗液提供動(dòng)力的可彎曲電子產(chǎn)品。
達(dá)希亞說(shuō):“最新進(jìn)展是我們,這種光敏柔性材料能賦予未來(lái)的機(jī)器人新能力。例如,在光敏環(huán)境中工作的機(jī)械臂可以探測(cè)到周?chē)猸h(huán)境發(fā)生的變化,還可以廣泛應(yīng)用于無(wú)線通信領(lǐng)域的柔性廣譜光電探測(cè)器等。”
研究人員表示,利用這種材料甚至能開(kāi)發(fā)出一種可穿戴貼片,在晴天監(jiān)測(cè)用戶(hù)的紫外線暴露情況,并在有曬傷風(fēng)險(xiǎn)時(shí)發(fā)出警告。
總編輯圈點(diǎn)
以硅為代表的第一代半導(dǎo)體,是集成電路的基石;以砷化鎵為代表的第二代半導(dǎo)體,被用于制造多種高性能電子產(chǎn)品,促成了信息高速公路的崛起。將砷化鎵微型半導(dǎo)體打印到柔性表面,實(shí)現(xiàn)第二代半導(dǎo)體與柔性材料的結(jié)合,“碰撞”出令人耳目一新的功能和產(chǎn)品。當(dāng)然,還有以氮化鎵、碳化硅等為代表的第三代半導(dǎo)體,它們與柔性材料之間會(huì)碰撞出什么樣的火花?值得期待。(記者劉霞)
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