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美國研究人員成功在大面積塑膠基板上整合三種不同的電子元件：奈米碳管電晶體、聚合物高敏壓力感應器以及有機發光二極體(OLED)，製作出俗稱「電子皮膚」(electronic skin, e-skin)的可撓式感應器網路。此電子皮膚只要被觸碰就會立即發光，而且按壓力道越大發光越明亮。這項科技將有助於增強未來機器人的觸覺，或應用於觸碰壁紙(touchscreen wallpapers)，甚至是發展能即時監控病患健康的「電子繃帶」(e-bandage) 。
上述發光電子皮膚由加州大學柏克萊(Berkeley)分校的Ali Javey研究團隊所開發。他們首先利用旋轉塗佈法在矽晶圓基板鍍上25 μm的聚合物，接著置於300°C的烤箱中使塑膠硬化。然後藉由一般微電子製程將元件垂直製作於塑膠表面上，最後再除去此塑膠支撐層，留下內嵌有感知器網路的獨立薄膜。
在該裝置的主動矩陣中，每一個像素皆含有奈米碳管電晶體，其汲極電極與一OLED的陽極連接。能感應壓力變化的聚合物薄膜則製作於OLED上方，並且與每個像素中的OLED陰極相接。聚合物膜的上表面披覆了導電銀墨塗層，以作為接地電極之用。此裝製一旦遭到碰觸，電流會通過聚合物層並點亮OLED。
團隊成員Chuan Wang表示，此電子皮膚是第一個能感應不同壓力並透過OLED發光亮度即時反應的可撓系統。OLED的開關取決於表面是否有施加壓力，而壓力大小決定了發光強度，人們可透過這種機制觀察到壓力的大小與變化。此電子皮膚能披覆於許多不同的平面與曲面上，可能的應用包含機器人皮膚、互動式壁紙以及互動式車用儀表板等。甚至可望用來發展如電子繃帶，用來持續監控血壓和心跳等需要即時回饋的訊息。
此柏克萊研究團隊目前正積極整合入更多功能至此電子皮膚，譬如熱感以及光感等。他們同時也在實驗開發此產品的連續式滾筒(roll-to-roll) 製程，以期能降低這些感應器網路的製造成本並提升產能。詳見Nature Materials｜doi:10.1038/nmat3711。 |