据美国物理学家组织网近日报道，继高灵敏度和自我发电两大创新之后，美国斯坦福大学的女科学家鲍哲南领导的团队为人造电子皮肤新添了透明和可拉伸功能，让人造电子皮肤朝人类真实皮肤更近了一步。
这是人类对人造皮肤进行研究获得的最新成果。目前，有很多科研团队在人造皮肤的研究上大做文章，研究成果也纷至沓来，比如可监测病人心率甚至脑电波的“电子纹身”、可作为电子接口联通人和机器的人造皮肤等等，美国《大众科学》杂志网站近日就此为我们进行了梳理。
皮肤的功能越来越多样
在所有人类器官中，皮肤常常被我们忽视和胡乱对待，但是，皮肤非常可靠，它是我们的身体器官和组织的“保护神”，通过传递各种感觉帮助我们避免伤害，确保我们身处合适的温度和环境下。另外，皮肤的自我更新和恢复功能也非常强大。
不仅如此，皮肤的一些特性也可以应用于其他方面，比如帮助安装了义肢的人重新获得他们已经失去的某些能力。而且，一些具有触觉感知能力的电子皮肤能帮助义肢理解握紧一个苹果、一双手或一块钢铁所需力量的细微差异。
现在，有很多科学家正在尝试复制皮肤所拥有的这些让人受益的属性，研制各种人造皮肤。有的科学家正在建造微小的可拉伸的电子设备，以便赋予义肢真正的触感。也有科学家们正在拓展人类皮肤本身的性质，让其变身为21世纪连接人机之间的“桥梁”。
由纳米墨水制成的导电“纹身”
科学家们表示，某一天，人类可能不再需要给慢性病患佩戴电子监视设备来跟踪其葡萄糖浓度和心率。这些病患的皮肤将为他们做这些事情，或者更准确地说，他们的“纹身”将做这些事情。使用导电材料、荧光材料或纳米粒子液体刻写的纹身将成为一种不那么笨重、不令人讨厌和感觉麻烦的医疗监测手段。
美国西北大学的药学教授希瑟·克拉克正在进行一项实验，试图制造出能让人一直处于联系状态的可嵌入设备。今年夏天，她展示了首款肉眼看不见的纳米粒子“纹身”，该纹身能通过在某些光线下发出荧光来监测血液中葡萄糖和钠的浓度。
美国《技术评论》杂志介绍道，该纹身由120纳米宽的纳米液滴组成，这些液滴包含有一个荧光染料以及能依附于某些化学物质之上的传感器分子，分子越多产生的荧光也越强。一款配备了特殊滤光镜的iPhone手机可作为光源。在实验中，科学家们用iPhone手机的摄像头为荧光拍摄了一张照片并使用计算机对其进行分析，以确定生物标签的浓度。克拉克希望，他们最终能开发出一套可以阅读输出数据的iPhone手机应用程序。
美国麻省理工学院的工程师们也制造出了旨在帮助糖尿病患者持续监测其葡萄糖浓度的纳米粒子“纹身”。工程师们表示，这些粒子也会在葡萄糖和红外光出现时发荧光，使用者能通过穿戴某些电子设备来提供红外线光束并解释荧光所代表的意义。
尽管将这两套“纹身”加于人身上并非毫无痛苦，但与传统方法相比，这两套系统的侵入性毫无疑问要小得多。
让机器拥有触觉
最近几年，义肢越来越完善，但即使最好的义肢也没有人体皮肤所拥有的最微妙的感受，也就是说，义肢没有触摸别人或被别人触摸带来的温馨感觉。然而，新的电子皮肤或许朝制造出拥有触觉的义肢迈近了一大步。
德国研究人员就在进行类似的尝试，他们正在制造一些特殊的皮肤：这些皮肤本身并不拥有触觉，但却能够非常精确地“说出”其接触的物体是什么。据英国《每日邮报》报道，德国慕尼黑工业大学的科学家们制造出了一个约0.75平方英尺的6边形电路板，每个电路板配备有4个红外线传感器和6个温度传感器。科学家们表示，这些传感器能探测大约1厘米距离内的物体，约等于人皮肤上的微小毛发能感受到的物体距离。研制出这款皮肤电路的菲利普·米藤多尔弗尔表示：“借用这一方法，我们模拟了人类皮肤的轻触觉。”
研究人员表示，这种机器人皮肤像人类皮肤一样，当被某物体接触时会产生自发性退缩，这将有效地为机器人在环境中导航。另外，该机器人皮肤还将提供重要的触觉信息至机器人，并通过相机眼、红外扫描器和攥紧手掌而获得感知能力。
不过，这种方法需要非常坚硬的材料。而现在，欧洲和美国的其他科研团队正在研制由可拉伸的表面(其能像真实的皮肤一样弯曲)制成的有触感皮肤。英国剑桥大学纳米科学中心的史蒂芬尼·拉库就是其中的翘楚，他领导的团队正尝试在一个透明的弹性硅胶上制造出能无损地拉伸和变形的电路。这种弹性材料能包裹四肢、手指，有望应用于皮肤移植甚至将皮肤用做触摸屏接口等领域。
可拉伸的电子皮肤“出炉”
在美国加州，有几个科研团队正在着力研制可拉伸的、能让机器具有触感的电子皮肤。
其中一种皮肤由斯坦福大学化学工程系副教授鲍哲南领导的科研团队研制而成，其敏感度是人体皮肤的1000倍，而且具有可拉伸功能。
去年9月，鲍哲南团队发明了一种可模拟人类皮肤的高灵敏度柔性塑料薄膜材料。这种材料由高灵敏的电子感应器组成，当无数感应器连成一片时，就形成与人类皮肤相似的薄膜。这种电子皮肤能感知一只蝴蝶停在上面的压力，可被广泛用于义肢、机器人、手机和电脑的触摸式显示屏、汽车方向盘和医学等领域。今年2月，鲍哲南团队再接再厉，创造性研制出了全球最新的可拉伸太阳能电池，使电子皮肤实现了自我发电。如今，鲍哲南团队又利用纳米材料为这种皮肤增加了透明和可拉伸功能，距离人类皮肤的功能越来越近。
鲍哲南团队研制出的皮肤建立在有机半导体之上，其是由弹性材料和两个电极组成的“三明治”。加州大学伯克利分校的科学家们研制出的另一款人造皮肤模型也基于同样的原理，但其由无机纳米线电路组成。
