國(guó)外開(kāi)發(fā)出首款由磁傳感器和有機(jī)電路制成的集成柔性電子產(chǎn)品

　　眾所周知，人類皮膚是一個(gè)復(fù)雜的多功能器官，其獨(dú)特的性質(zhì)來(lái)源于其柔韌性和順應(yīng)性，它允許通過(guò)與神經(jīng)系統(tǒng)相連的眾多受體與外部物理環(huán)境連接。長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)家們一直試圖將這些特征轉(zhuǎn)移到人造皮膚上，目的是應(yīng)用于機(jī)器人。

　　因?yàn)闄C(jī)器人系統(tǒng)在很大程度上依賴于空間中的定位和定向所需的電子和磁場(chǎng)傳感功能。許多研究都致力于以靈活、兼容的形式實(shí)現(xiàn)這些功能。柔性傳感器和有機(jī)電子學(xué)的最新進(jìn)展提供了重要的先決條件，這些設(shè)備可以在柔軟和彈性的表面上工作，而傳感器可以感知各種物理特性，并通過(guò)讀出電路進(jìn)行傳輸。

　　為了緊密復(fù)制自然皮膚，有必要將大量的單個(gè)傳感器連接起來(lái)。這一具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)成為實(shí)現(xiàn)電子皮膚的主要障礙。最初的研究是基于一組單獨(dú)處理的傳感器，這就不可避免地導(dǎo)致了大量的電子連接。為了減少必要的布線，必須開(kāi)發(fā)重要的技術(shù)，即復(fù)雜的電子電路、電流源和開(kāi)關(guān)必須與單獨(dú)的磁傳感器相結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)完全集成的設(shè)備。

柔性電子皮膚，配備了一系列巨型磁阻傳感器和復(fù)雜的電子電路，這些電路是為感應(yīng)磁場(chǎng)分布而設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的。

　　為了解決這個(gè)問(wèn)題，近日，來(lái)自德累斯頓、開(kāi)姆尼茨和大阪的研究人員最近在《科學(xué)進(jìn)展》上發(fā)表了一篇文章，提出了一種開(kāi)創(chuàng)性的有源矩陣磁傳感器系統(tǒng)。該傳感器系統(tǒng)由2×4磁傳感器陣列、控制傳感器矩陣所需的有機(jī)自舉移位寄存器和有機(jī)信號(hào)放大器組成，所有的電子元件都是基于有機(jī)薄膜晶體管，并集成在一個(gè)單一的平臺(tái)上。

　　研究人員已經(jīng)證明了該系統(tǒng)具有很高的磁靈敏度，并且可以實(shí)時(shí)獲取二維磁場(chǎng)分布。它對(duì)于機(jī)械變形（例如彎曲、折痕或扭結(jié)）也非常堅(jiān)固。除了完整的系統(tǒng)集成之外，使用有機(jī)自舉移位寄存器是朝著面向機(jī)器人和可穿戴應(yīng)用的有源矩陣電子皮膚邁出的重要一步。

　　德累斯頓萊布尼茲固態(tài)和材料研究所所長(zhǎng)Oliver G. Schmidt教授說(shuō)：“我們的首個(gè)集成磁功能證明，薄膜柔性磁傳感器可以集成在復(fù)雜的有機(jī)電路中。這些設(shè)備的超柔順性和靈活性是現(xiàn)代和未來(lái)應(yīng)用如軟機(jī)器人、植入物和假肢不可或缺的特性。下一步是增加每個(gè)表面積的傳感器數(shù)量，并擴(kuò)展電子皮膚以適應(yīng)更大的表面?！?/p>