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2020-02-27 其他范文 下载本文

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最后译文:

纳米管弹性制作出皮肤般的感应器

美国斯坦福大学的研究者发现了一种富有弹性且透明的导电性能非常好的薄膜,这种薄膜由极易感触的碳纳米管组成,可被作为电极材料用在轻微触压和拉伸方面的传感器上。“这种装置也许有一天可以被用在被截肢者、受伤的士兵、烧伤方面接触和压迫的敏感性的恢复上,也可以被应用于机器人和触屏电脑方面”,这个小组如是说。

鲍哲南和他的同事们在他们的弹透薄膜的顶部和底部喷上一种碳纳米管的溶液形成平坦的硅板,覆盖之后,研究人员拉伸这个胶片,当胶片被放松后,纳米管很自然地形成波浪般的结构,这种结构作为电极可以精准的检测出作用在这个材料上的力量总数。

事实上,这种装配行为上很像一个电容器,用硅树脂层来存储电荷,像一个电池一样,当压力被作用到这个感应器上的时候,硅树脂层就收紧,并且不会改变它所储存的电荷总量。这个电荷是被位于顶部和底部的硅树脂上的纳米碳管测量到的。

当这个复合膜被再次拉伸的时候,纳米管会自动理顺被拉伸的方向。薄膜的导电性不会改变只要材料没有超出最初的拉伸量。事实上,这种薄膜可以被拉伸到它原始长度的2.5倍,并且无论哪种方向不会使它受到损害的拉伸它都会重新回到原始的尺寸,甚至在多次被拉伸之后。当被充分的拉伸后,它的导电性喂2200S/cm,能检测50KPA的压力,类似于一个“坚定的手指捏”的力度,研究者说。

“我们所制作的这个纳米管很可能是首次可被拉伸的,透明的,肤质般感应的,有或者没有碳的纳米管”小组成员之一Darren Lipomi.说。这种薄膜也可在很多领域得到应用,包括移动设备的屏幕可以感应到一定范围的压力而不仅限于触摸;可拉伸和折叠的几乎不会毁坏的触屏感应器;太阳能电池的透明电极;可包裹而不会起皱的车辆或建筑物的曲面;机器人感应装置和人工智能系统。

其他应用程序

“其他系统也可以从中受益—例如那种需要生物反馈的—举个例子,智能方向盘可以感应到,如果司机睡着了,”Lipomi补充说。用这种材料制成的人工皮肤也可以用来恢复被截肢者(例如,如果他们装配的假肢是被皮肤覆盖的),受伤的士兵和被烧伤者的触觉。在初步结果的推动下,这个小组希望提高装置的压力感应度。目前所有的薄膜中,研究者的焦点主要在结构的拉伸度和透明度上,而在感应度上并非如此。他们也想使皮肤压力感应和神经细胞结合在一起,像尝试太阳能电池的电极一样。

在未来,这种薄膜也有可能被用在设计其他人类的器官,皮肤类的装置方面—--比如超人—--其特性诸如对湿度、温度、光的感应能力,甚至在化学和生物物种上也可以得到应用和尝试。

Nanotube springs make skin-like sensor

纳米管的弹性制作皮肤般感应器

Researchers at Stanford University in the US have discovered a type of highly elastic有弹性的, transparent thin film透明薄膜 that conducts electricity导电 extremely well.The film is made of wavy, spring-like carbon nanotubes碳纳米管 and could be used as the electrode material in “skin-like” preure and stretch sensors.可以作为电极材料用在肤似般的触压和拉伸传感器方面。

@1美国斯坦福大学的研究者发现了一种富有弹性且透明的导电性能非常好的薄膜,这种薄膜由极易感触的碳纳米管组成,可被作为电极材料用在轻微触压和拉伸方面的传感器上。

Such devices这种装置 might one day be used to help restore恢复 touch and preure sensitivity接触和按压敏感性 to amputees,被截肢者,injured soldiers受伤的士兵 and burn victims,烧伤 and also find applications in 应用robotics 机器人and touch-sensitive computer displays触屏电脑, says the team.@2 “这种装置也许有一天可以被用在被截肢者、受伤的士兵、烧伤方面接触和压迫的敏感性的恢复上,也可以被应用于机器人和触屏电脑方面”,这个小组如是说。

Zhenan Bao鲍哲南 and colleagues同事 made their transparent elastic films弹透薄膜 by airbrushing a solution喷一种溶液 of carbon nanotubes碳纳米管onto the top and bottom顶部和底部的表面上 surface of a flat silicone sheet平坦的硅板.After coating, 覆盖之后the researchers stretched the sheet.胶片 When the sheet then relaxed, the nanotubes纳米管 naturally formed wavy波浪, spring-like structures结构.These structures act as作为 electrodes电极 that can accurately精准的 measure 测量the amount of force力量总数 applied to应用于 the material.@3鲍哲南和他的同事们在他们的弹透薄膜的顶部和底部喷上一种碳纳米管的溶液形成平坦的硅板,覆盖之后,研究人员拉伸这个胶片,当胶片被放松后,纳米管很自然地形成波浪般的结构,这种结构作为电极可以精准的检测出作用在这个材料上的力量总数。

In fact, the set-up装配 behaves like a capacitor电容器, with the silicone硅树脂 layer 层storing electrical charge储存电荷, as a battery does.像一个电池一样 When preure is applied to the sensor, the silicone layer comprees,压缩收紧 which alters改变 the amount of electrical charge电荷总量 that it can store.储存 This charge is measured 测量判断by the carbon nanotubes碳纳米管 on top and below the silicone.@4事实上,这种装配行为上很像一个电容器,用硅树脂层来存储电荷,像一个电池一样,当压力被作用到这个感应器上的时候,硅树脂层就收紧,并且不会改变它所储存的电荷总量。这个电荷是被位于顶部和底部的硅树脂上的纳米碳管测量到的。

When the composite film复合膜 is stretched again, the nanotubes纳米管 straighten out in the direction they are stretched理顺方向.The electrical conductivity导电性 of the thin film 薄膜does not change as long as the material is not stretched beyond

the initial stretch amount初始弹性数量.Indeed事实上, the film can be stretched up to two and half times its initial length,初始长度的两倍 and in any direction without damage,任何一种不损害的方向 always reverting back重新回到 to its original dimensions原始尺寸, even after many stretches.甚至在多次被拉伸之后。When fully stretched,当被充分的拉伸后 the film has a conductivity导电性 of 2200 S/cm and can detect 检测a preure of around 50 kPa, which roughly corresponds大致对应 to that of a “firm finger pinch”, according to the researchers.@4当这个复合膜被再次拉伸的时候,纳米管会自动理顺被拉伸的方向。薄膜的导电性不会改变只要材料没有超出最初的拉伸量。事实上,这种薄膜可以被拉伸到它原始长度的2.5倍,并且无论哪种方向不会使它受到损害的拉伸它都会重新回到原始的尺寸,甚至在多次被拉伸之后。当被充分的拉伸后,它的导电性喂2200S/cm,能检测50KPA的压力,类似于一个“坚定的手指捏”的力度,研究者说。

“Ours is probably the first stretchable, transparent, skin-like sensor – with or without carbon nanotubes,”

@5“我们所制作的这个纳米管很可能是首次可被拉伸的,透明的,肤质般感应的,有或者没有碳的纳米管” says team member Darren Lipomi.小组成员之一Darren Lipomi.说。

The film might find applications in a host of areas这个薄膜也许可在很多领域得到应用, including screens for mobile devices 移动设备的屏幕方面that can sense a range of preures(not just touch)可以感应到一定范围的压力而不仅限于触摸;sensors for touch screens触屏感应器 that are collapsible可折叠的, stretchable 可拉伸的and virtually indestructible几乎是不可毁灭的;transparent electrodes透明电极 for solar cells太阳能电池 that could be wrapped around the curved surfaces包裹着曲面的 of vehicles车辆 and buildings建筑 without wrinkling不会起皱;and sensors for robots机器人感应装置 and artificial intelligence systems.人工智能系统

@6这种薄膜也可在很多领域得到应用,包括移动设备的屏幕可以感应到一定范围的压力而不仅限于触摸;可拉伸和折叠的几乎不会毁坏的触屏感应器;

太阳能电池的透明电极;可包裹而不会起皱的车辆或建筑物的曲面;机器人感应装置和人工智能系统。

Other applications其他应用程序

“Other systems could also benefit – such as those requiring 'biofeedback' – for example, 'smart' steering wheels that could sense if the driver was falling asleep,” adds Lipomi.“Artificial skin made from the material might also be used to restore the sense of touch to amputees(if they were fitted with装配 prosthetic limbs假肢 covered with the skin, for example), injured soldiers and burn victims.”

@7“其他系统也可以从中受益—例如那种需要生物反馈的—举个例子,智能方向盘可以感应到,如果司机睡着了,”Lipomi补充说。用这种材料制成的人工皮肤也可以用来恢复被截肢者(例如,如果他们装配的假肢是被皮肤覆盖的),受伤的士兵和被烧伤者的触觉。

Spurred on by its preliminary results, the team now hopes to improve the sensitivity to preure of its device.For the films made so far, the researchers mainly focused on making the structures stretchable and transparent and not on the sensitivity as such.They would also like to integrate the skin-like preure sensors with neurons, as well as try out the electrodes in solar cells.@8在初步结果的推动下,这个小组希望提高装置的压力感应度。目前所有的薄膜中,研究者的焦点主要在结构的拉伸度和透明度上,而在感应度上并非如此。他们也想使皮肤压力感应和神经细胞结合在一起,像尝试太阳能电池的电极一样。

“In the future, it should also be poible to use such films to design organic, skin-like devices with other human – and 'superhuman' – characteristics, such as the ability to sense moisture, temperature, light and even chemical and biological species,” states Lipomi.@9在未来,这种薄膜也有可能被用在设计其他人类的器官,皮肤类的装置方面—--比如超人—--其特性诸如对湿度、温度、光的感应能力,甚至在化学和生物物种上也可以得到应用和尝试。

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