美國研究人員研發出一種高度靈敏的輕巧電子鬚(electronic whisker)，此細絲狀裝置由奈米碳管(carbon nanotube)和銀奈米微粒複合薄膜所構成，能偵測極為輕柔的觸碰或微風吹拂。過去此類元件是利用微米至毫米尺寸的纖維形成力矩和力的感應器，因此有體積龐大的缺點。上述新結構未來可望配置於新一代機器人皮膚上以及人機介面等。 此電子鬚由加州大學柏克萊分校(UC Berkeley)的Ali Javey等人所開發。動物之鬚可用來偵測氣流及探索障礙物，而加大的裝置僅在尺寸和重量上略輸天然髯鬚。研究人先以聚合物PDMA製作高長寬比的彈性纖維，再塗以奈米碳管(carbon nanotube, CNT)以及銀奈米微粒(silver nanoparticle, AgNP)複合層。奈米碳管會形成導電網路基質，能恣意彎曲而不造成損傷；奈米銀粒則進一步強化導電能力，同時使複合物對張力具備高度靈敏。藉由控制奈米碳管和奈米銀粒的比例數量，便能調變此複合薄膜的成份組成。 當偵測到輕觸或微風吹拂時，電子鬚會彎折而導致電阻大幅上升。此具高靈敏度的結構能感應僅8%的壓力變化，表現為目前此類觸覺感應器之冠。團隊成員Zhibin Yu表示，電子鬚亦能使用於人機介面以及醫療用途上，例如用來偵測心跳和血壓的裝置。此外，電子鬚陣列更可配置於機器人之電子皮膚上，使得機器人能有更佳的環境探索能力。 這類仿生結構有助於智慧型及互動式電子裝置的發展。研究人員過去已成功製作具基本功能的電子皮膚和電子眼，而現在電子鬚的發明則增加了能監控環境氣流和觸覺的能力，同時能探索周遭物體，有助於未來機器人的平衡能力。此柏克萊團隊目前正計畫採用不同製程以期能擴大生產規模。詳見近期的PNAS｜DOI: 10.1073/pnas.1317920111。 |