创造了 “感觉” 温度变化的新人造皮肤

科学家已经开发了一种可以检测温度变化的人造皮肤，这一进步可能具有多种机器人和生物医学应用。

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可以将材料移植到假肢上，以恢复截肢者的温度感应。它也可以应用于急救绷带，以提醒卫生专业人员伤口温度升高 (感染的迹象)。

在培养皿中制造合成木材时，由美国加州理工学院的Chiara Daraio领导的团队创造了一种材料，该材料对实验室中的温度变化表现出电响应。

事实证明，负责温度敏感性的成分是果胶，一种存在于植物细胞壁中的长链分子。果胶在食品工业中被广泛用作果冻剂; 它是用来制作果酱的。因此，它很容易获得，而且非常便宜，Daraio说。

感兴趣的是，该团队将注意力转移到果胶上，并最终形成了一层薄而透明的果胶和水的柔性薄膜，其厚度仅为20微米 (相当于人类头发的直径)。

薄膜中的果胶分子具有含有钙离子的弱键合双链结构。随着温度的升高，这些键分解，双链 “解开”，释放出带正电荷的钙离子。

游离钙离子浓度的增加或其迁移率的增加导致整个材料的电阻降低，这可以用连接到膜中嵌入的电极的万用表来检测。

影片使用与毒蛇的坑器官相似但不相同的机制来感应温度，这使蛇可以通过检测辐射热来感应黑暗中的温暖猎物。

在这些器官中，感觉神经纤维细胞膜中的离子通道随着温度的升高而扩展。这种膨胀使钙离子流动，触发电脉冲。现有的电子皮肤可以在五度温度范围内感应不到十分之一摄氏度的温度变化。

在45度的温度范围内，新的皮肤可以感应到比其他电子皮肤小一个数量级的变化，并且响应度比其他电子皮肤大两个数量级。

到目前为止，皮肤能够在大约5到50摄氏度的温度范围内检测到这些微小的变化，这对于机器人技术和生物医学应用非常有用。

该研究发表在《科学机器人》杂志上。