用户名:  密码:   
网站首页即时通讯活动公告最新消息科技前沿学人动向两岸三地人在海外历届活动关于我们联系我们申请加入
栏目导航 — 美国华裔教授专家网科技动向生物医学
关键字  范围   
 
斯坦福大学研制出可迅速反复愈合的触敏塑料“皮肤”
作者:冯卫东 | 2012/11/13 5:32:01 | 浏览:884 | 评论:0

  美国斯坦福大学的一个科研团队研制出首个具有敏锐触感且在室温下能迅速、反复愈合的人工合成材料。此进展或将导致更智能假肢或更有弹性的可自我修复个人电子产品的出现。该研究成果发表在11月11日《自然·纳米技术》杂志上。

  研究人员一直在竭力模仿人类皮肤的卓越性能,如皮肤的触感(发送给大脑的关于压力和温度的精确信息)以及高效的自愈能力。斯坦福大学化学工程系鲍哲南教授及其团队成功地将上述两项性能集成在单个合成材料中。

  在过去的10年中,人造皮肤研究取得了重大进展,但即使是最有效的自我修复材料仍具有重大缺陷。有些因必须暴露在高温条件下而无法实用,有些虽在室温下可以愈合,但修复创口会改变其机械或化学结构,所以其只能使用一次。最重要的是,还没有出现一种自愈合材料具有良好的电导性。

  鲍哲南团队经由两种成分的混合成功地达到了两全其美的效果——塑料聚合物的自我修复能力和金属的导电性。他们使用的塑料包含有氢键连接的长链分子,这些分子很容易打散,当其重新连接时,氢键就能自我重组和恢复材料的结构。

  研究人员在这种弹性聚合物中添加了微小的金属镍颗粒以增加其机械强度。镍颗粒的纳米级表面是粗糙的,这对材料形成导电性至关重要。其每个突出的边缘都聚集了一个电场,使电流更容易从一个粒子到达下一个粒子,从而使塑料聚合物具备电导性。

  研究人员对该材料在受损后机械强度和导电性的恢复能力进行了检测。他们取用薄带状材料并将之切成两半。将其放在一起轻轻按压几秒钟后,材料可恢复其原始机械强度和导电率的75%;如果按压30分钟,材料性能的恢复接近100%。更重要的是,同一样品可在同一个地方反复切削,经过50次切削和修复,样品的柔韧性和伸展度仍完好如初。

  该团队还探讨了该材料的压敏特性。电子在材料中形成电流的过程,类似于在石头间跳跃越过小溪。镍颗粒就扮演了石头的角色,它们间的距离决定了一个电子需要多少能量从一块石头跳跃到另一块。合成皮肤上的扭曲或按压会改变镍颗粒间的距离,也就改变了电子跳跃的难易程度。这些细微的电阻变化可被转换成皮肤受到压力和张力的信息。研究人员表示,该材料可探测到握手产生的压力变化。

  鲍哲南表示,该材料对下压和屈曲都非常敏感,因此未来的假肢在关节处将有更好的弯曲度。覆有该种材料的电气设备和电线也可自我修复,使电力维护变得不再困难和昂贵,尤其是在难以到达的地方,如建筑物墙壁或是车辆内。研究团队的下一个目标是使材料更透明和更具弹性,以适于电子设备或显示屏的包装和覆盖。

相关栏目:『生物医学
新泽西州罗格斯医学院科学家用“基于病毒的基因疗法”使寿命延长40% 2021-11-16 [51]
宾夕法尼亚州立大学医学院首创可控制蛋白质功能的纳米“计算机” 2021-11-17 [50]
以色列巴伊兰大学:大脑PARP1蛋白发出睡眠和修复DNA损伤的时间信号 2021-11-19 [61]
UCSD “尺度集成细胞(MuSIC)人工智能技术”揭示前所未知细胞成分 2021-11-24 [74]
辉瑞宣布专利免费,40多亿人将获得平价新冠神药 2021-11-16 [115]
《ACS Nano》:微机械人(SMMRs)可遥控变形 将药物直送人体癌细胞 2021-11-19 [133]
《Health Economics》| 首次研究表明含糖饮料影响男孩学生成绩 2021-11-14 [130]
哈佛大学研究:能活过90岁的人的28大特征 2021-11-07 [1030]
美国国家疾控中心:New Virtual Cybersecurity Lecture Series 2021-11-14 [120]
伦敦大学学院:新冠病毒“天然免疫者”给疫苗研发带来新灵感 2021-11-12 [165]
相关栏目更多文章
最新图文:
:大数据分析图解:2019中国企业500强 张梦然:英国惠康桑格研究所:人体内的微生物与出生方式有关 :美众议院将调查华裔部长赵小兰“利用职权为家族谋利“ :UCLA CCS 2019 Fall Quarter Lecture Series Overview 谭晶晶:美国科技界高度关注中国科技创新进展 :推荐:2019年底前中国高校重要学术论坛(10月 - 12 月) :黄奇帆:今后10年,中国经济将发生5个历史性变化 :为了在外太空住,人们都设计过怎样的房子?
更多最新图文
更多《即时通讯》>>
 
打印本文章
 
您的名字:
电子邮件:
留言内容:
注意: 留言内容不要超过4000字,否则会被截断。
未 审 核:  是
  
关于我们联系我们申请加入后台管理设为主页加入收藏
美国华裔教授专家网版权所有,谢绝拷贝。如欲选登或发表,请与美国华裔教授专家网联系。
Copyright © 2021 ScholarsUpdate.com. All Rights Reserved.