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日前，天津大學化工學院張雷、楊靜團隊成功研發(fā)新型超強耐寒電子皮膚材料，可在-78°C的嚴寒環(huán)境中實現(xiàn)機器手的高拉伸、自愈合和高靈敏功能，對我國開展極地科考具有重大意義。相關成果已發(fā)表于國際期刊《美國化學會志》。
極地探索是人類科學探索的重要組成部分。南北極遠離人類生活環(huán)境，保留著生命、地球乃至太陽系早期的秘密，然而，南北極的低溫環(huán)境為探險者生命安全帶來極大風險。極地機器人的研發(fā)對減小科考人員傷亡、開發(fā)未知危險地帶有重大意義。
機器人的“感知力”將極大影響極地探索的質(zhì)量，可賦予機器人“觸覺”的電子皮膚便應運而生。研究團隊設計了一類基于聚二甲基硅氧烷的超分子彈性體，通過向彈性體側(cè)鏈中引入四重氫鍵單元，使其具有極低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，并且賦予材料快速可逆動態(tài)組裝性能，構(gòu)建了可用于超低溫環(huán)境的柔性電子皮膚。包覆這種電子皮膚的機器人手掌上可以在-78℃的條件下準確地感應不同的壓力，識別物體的形狀和特定的符號。這款電子皮膚還具有自修復、自愈合功能。即使在極寒條件下受損后，它的傳感能力也可以完全恢復，可適應極地極端環(huán)境科考任務。
“2020年，我們團隊就研發(fā)出全天候自愈合電子皮膚。”據(jù)楊靜介紹，“而今，我們的新一代電子皮膚全面升級，在自愈合功能的基礎上可以適應-78°C的極端環(huán)境，期待這項新成果在我國南北極科考和其他科研領域呈現(xiàn)出更廣闊的應用前景。”
