《探索 | 首次将砷化镓打印到柔性表面,光敏电子皮肤让机器人拥有“火眼金睛”》

  • 来源专题:光电情报网信息监测服务平台
  • 编译者: husisi
  • 发布时间:2022-07-18
  • 英国格拉斯哥大学科学家找到一种新方法,可以将由砷化镓制成的微型半导体打印到柔性塑料表面,所得设备的性能可与目前市场上最好的传统光电探测器媲美,且能承受数百次弯曲,因此可用作未来机器人的智能电子皮肤,让其“看到”人类视觉范围以外的光。相关研究刊发于最近的《先进材料技术》杂志。

    新型电子皮肤可让机器人探测到紫外线和红外线

    研究人员称,此前他们开发出将硅电路直接打印到柔性塑料表面的方法,创造出了高性能的可弯曲电子产品。砷化镓被用于制造多种高性能电子产品,但主要打印在刚性表面上。在最新研究中,他们改进了现有的滚印系统,使用15微米宽的导线阵列将砷化镓电子产品打印到柔性表面上,由此制造出一种新型柔性光电探测器,能够感应紫外线、部分可见光和红外线,且感应所需的功率极低。

    该系统能够对光作出超快响应:只需2.5毫秒即可感测到光,8毫秒可恢复,性能与目前市面上最好的非柔性光电探测器相当。研究团队利用一台机器将其弯曲和扭转500次后,材料的性能也没有明显损失。

    该研究负责人、格拉斯哥大学拉文德•达希亚教授表示,多年来,他们一直致力于提高柔性电子产品的性能,找到了将电子产品直接打印到柔性表面的新方法,构建了能够感觉“疼痛”的电子皮肤,还开发出了可由阳光或人类汗液提供动力的可弯曲电子产品。

    达希亚说:“最新进展是我们首次将砷化镓打印到柔性表面,这种光敏柔性材料能赋予未来的机器人新能力。例如,在光敏环境中工作的机械臂可以探测到周围光环境发生的变化,还可以广泛应用于无线通信领域的柔性广谱光电探测器等。”

    研究人员表示,利用这种材料甚至能开发出一种可穿戴贴片,在晴天监测用户的紫外线暴露情况,并在有晒伤风险时发出警告。

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    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心—领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2022-07-21
    • 英国格拉斯哥大学科学家找到一种新方法,可以将由砷化镓制成的微型半导体打印到柔性塑料表面,所得设备的性能可与目前市场上最好的传统光电探测器媲美,且能承受数百次弯曲,因此可用作未来机器人的智能电子皮肤,让其“看到”人类视觉范围以外的光。相关研究刊发于最近的《先进材料技术》杂志。   研究人员称,此前他们开发出将硅电路直接打印到柔性塑料表面的方法,创造出了高性能的可弯曲电子产品。砷化镓被用于制造多种高性能电子产品,但主要打印在刚性表面上。在最新研究中,他们改进了现有的滚印系统,使用15微米宽的导线阵列将砷化镓电子产品打印到柔性表面上,由此制造出一种新型柔性光电探测器,能够感应紫外线、部分可见光和红外线,且感应所需的功率极低。   该系统能够对光作出超快响应:只需2.5毫秒即可感测到光,8毫秒可恢复,性能与目前市面上最好的非柔性光电探测器相当。研究团队利用一台机器将其弯曲和扭转500次后,材料的性能也没有明显损失。   该研究负责人、格拉斯哥大学拉文德·达希亚教授表示,多年来,他们一直致力于提高柔性电子产品的性能,找到了将电子产品直接打印到柔性表面的新方法,构建了能够感觉“疼痛”的电子皮肤,还开发出了可由阳光或人类汗液提供动力的可弯曲电子产品。   达希亚说:“最新进展是我们,这种光敏柔性材料能赋予未来的机器人新能力。例如,在光敏环境中工作的机械臂可以探测到周围光环境发生的变化,还可以广泛应用于无线通信领域的柔性广谱光电探测器等。”   研究人员表示,利用这种材料甚至能开发出一种可穿戴贴片,在晴天监测用户的紫外线暴露情况,并在有晒伤风险时发出警告。   总编辑圈点   以硅为代表的第一代半导体,是集成电路的基石;以砷化镓为代表的第二代半导体,被用于制造多种高性能电子产品,促成了信息高速公路的崛起。将砷化镓微型半导体打印到柔性表面,实现第二代半导体与柔性材料的结合,“碰撞”出令人耳目一新的功能和产品。当然,还有以氮化镓、碳化硅等为代表的第三代半导体,它们与柔性材料之间会碰撞出什么样的火花?值得期待。   首次将砷化镓打印到柔性表面
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    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2020-06-18
    • 以色列理工大学的研究人员开发出一种柔性高分子材料,它在遭受“伤害”(即刮擦、割伤或扭伤)时能够“自愈”。将其与传感器相结合,有望获得柔性具有自我修复能力的电子皮肤,未来可用于机器人、假肢和可穿戴设备上。   在霍斯山姆·哈伊克教授的指导下,穆罕默德·卡迪布博士在以色列理工大学沃尔夫逊化学工程学院成功地研发出弹性高分子材料或弹性体后,目前正在研究将先进传感器集成到弹性体的电子皮肤上。研究项目得到比尔和梅琳达·盖茨基金会的部分资助,相关研究成果分别发表在《先进功能材料》和《先进材料》杂志上。   以色列理工大学表示,经过数百万年的进化,哺乳动物的皮肤发展成为传感平台,一方面对环境刺激具有高度敏感性,另一方面对温度、盐度、拉伸和折叠等外界作用具有极大的抵抗力。目前,人们在大力研发类似动物皮肤特性的人造电子材料和设备,相信它们在柔性机器人和人机界面等领域拥有巨大应用潜力。   以色列理工大学表示,受人体皮肤生物修复过程的启发,卡迪布决定研发与人体皮肤类似的自我修复系统,即自我修复电子皮肤。他首先研发出弹性体,其被拉伸至原长度的11倍也不会断裂。此外,弹性体具有的独特特性包括在自来水、海水或不同酸性溶液中能够自愈。这让它有望通过改造用来制作防水的柔性动态电子设备,该设备在水中遭到机械损伤时能够自我修复并防止漏电。   随后,卡迪布开始利用弹性体开发电子皮肤,将选择性感应、防水、自我监控和自我修复等多种功能融入电子皮肤。利用电子皮肤组成的传感系统能够监控环境变量,例如压力、温度和酸度。同时,该系统包含能监视系统电子部件损坏的类神经元组件,以及让受损部位加速自我修复过程的其他组件。