南科大：電子皮膚溫覺仿生領域獲新進展

　　南方科技大學材料科學與工程系教授劉瑋書課題組在電子皮膚的溫覺仿生方面取得研究新進展，相關成果發表在《納米能源》上。

　　相關研究成果展示

電子皮膚作為人體皮膚的對應物，通過在柔性基底上集成各種功能元素，可以模擬人體皮膚的各種功能，是未來智能機器人的理想組件。目前，電子皮膚已經實現了類人體的觸覺功能，并通過不同程度地模仿人體形成了穩定的神經反饋。

　　然而，電子皮膚中模仿人體的體溫調節功能仍局限于簡單的加熱或制冷，無法在復雜多變的環境中長時間保持等溫調節。缺乏溫度調節功能的電子皮膚，不僅會給使用者帶來危險，還可能引發不良心理后果。而具備溫度調節功能的電子皮膚可以改變假肢或機器人的溫度屬性，在高溫環境中進行冷卻，低溫環境中進行加熱，從而可以像人體一樣在不同環境下將表面維持恒定的溫度，這可以顯著提升假肢用戶的舒適度和機器人的智能程度。

　　對此，研究團隊借鑒人體的體溫調節機制，開發出一種具有生物仿生結構的恒溫電子皮膚，用于長時間的等溫調節。柔性熱電裝置與吸濕性水凝膠復合材料的結合實現了產熱與散熱之間的有效平衡，從而改變了傳統電子皮膚的溫度行為。該恒溫電子皮膚展示了在10至45攝氏度的寬環境溫度范圍內將表面溫度維持在35攝氏度的舒適溫度區域的能力。

　　此外，在該恒溫電子皮膚中加入仿生汗腺層大大提高了在不同環境下等溫調節的有效時間，在環境溫度為25攝氏度時達到4.5小時，在環境溫度為40攝氏度時達到4.2小時。同時，水凝膠的吸濕性使恒溫電子皮膚在等溫調節后能從大氣中重新吸收水分，在濕度為 90% 的情況下，只需 4 小時水分就能恢復到原始狀態，具備循環使用的能力。

　　這種仿生恒溫電子皮膚展示了實用的體溫調節能力，為模仿人體體溫調節提供了寶貴的見解，并為機器人中的仿生熱感應用提供了解決方案。