图片来源：Park等，Ulsan National Institute of Science and Technology

研究人员研制了一种人造皮肤，可以检测温度、压力、纹理和声音。该设备是以柔性微结构膜为基础，这种膜是由高分子和石墨烯制作的。它可以模仿人类的指纹图案以及人类皮肤中的微型感应结构。这种柔性电子皮肤可以感知人类头发的重量，检测不同温度条件下滴落的水滴，区分不同的纹理，同时也可以感知瘙痒和声音。它可用于制作假肢和机器人的四肢，同时也可以制作可穿戴传感器和健康检测设备。韩国蔚山科学与技术研究所Hyunhub Ko、釜山东亚大学Heon Sang Lee及其同事共同完成了这项研究，论文发表在《Science Advances》杂志上。

研究人员最近展示了一项可感知温度和压力的电子皮肤。2014年12月，Dae-Hyeong Kim及其同事开发了一种可伸展的假肢皮肤，包含压力和温度传感器，这些传感器由硅纳米带制成。最近，斯坦福大学Zhenan Bao及其同事介绍了一种由柔性有机回路和压力传感器制成的皮肤，可以检测静态物体的力，并且将信号发送到老鼠的脑细胞中。大多数的方法中都涉及到了将多种传感器集成到一个基板上。但是它们都不能感知微型表面的纹理和声音振动。

Ko和Lee想要更好地模仿人类皮肤。“人类皮肤的触觉非常敏感，这是由人类皮肤结构中的微观结构，不同的生物材料和不同的感受器所决定的。”Ko说。在人类皮肤的内层中有不同的感受器，一种可以检测连续的压力，其他的可以感受变化的压力和振动。同时介于外层皮肤和真皮层的传感器可以将指尖感知的信号放大，并且将信号转换后传递给感受器。不仅如此，不同的生物材料使得皮肤可以区分机械刺激和热刺激，例如极性角蛋白、弹性蛋白和胶原纤维。

该研究中，电子皮肤感受到轻微的压力后，会将微微的凸起压到一起，从而改变它们的接触面积，从而改变这些凸起之间的阻抗，引起电流的微小变化。同时温度的改变会使得复合膜膨胀或者相互接触，从而改变凸起之间的接触阻抗，引起电流的改变。当研究人员在不同的表面扫描电子皮肤时，由于振动产生的指纹图谱会引起电流的改变。“压电电流的密度和频率因材料表面纹理的不同而不同，因此我们可以区分不同的材料表面纹理。”Ko说。声波也可以使皮肤振动，从而改变电压波形。

Lee希望将膜制作得更加耐用，从而可以用于机器人。中国东华大学材料科学与工程教授Hongzhi Wang认为，可以精确模仿和区分多触觉刺激的能力使得这种进步非常有意义。而这种可以感知纹理的设计和传感装置让人印象非常深刻。新型电子皮肤中多种功能的结合使得人类朝着理想的人造皮肤又近了一步。

新材料在线编译整理——翻译：杨超     校正：摩天轮