科学家研究出了光热触摸的新型传感器

林雪平大学(Linkoping University)有机电子实验室的研究人员受到天然皮肤行为的启发，开发出一种适用于电子皮肤的传感器。它可以测量体温的变化，并对阳光和温暖的触感做出反应。

机器人对触摸做出反应的假肢和健康监测是全球科学家致力于开发电子皮肤的三个领域。他们希望这种皮肤具有弹性并具有某种形式的敏感性。林雪平大学有机电子实验室的研究人员现已通过结合多种物理现象和材料，采取措施实现这一系统。结果是传感器类似于人体皮肤，可以感知温度变化，温度变化源于温暖物体的触摸，以及来自太阳辐射的热量。

有机电子实验室有机光子学和纳米光学小组的博士生Mina Shiran Chaharsoughi说：“我们受到大自然及其感应热和辐射的方法的启发。”她与同事一起开发了一种将热释电和热电效应与纳米光学现象相结合的传感器。当热电材料被加热或冷却时，在电热材料中产生电压。正是温度的变化产生了一种迅速而强烈的信号，但这种信号几乎同样迅速衰减。

相反，在热电材料中，当材料具有一个冷侧和一个热侧时产生电压。这里的信号缓慢出现，在测量之前必须经过一段时间。热量可能来自温暖的触摸或来自太阳，所需要的只是一方比另一方更冷。

有机光子学和纳米光学组织的领导人 Magnus Jonsson说：“我们希望享受两全其美的优势，因此我们将热电聚合物与之前项目中的热电凝胶结合起来，由Dan Zhao，Simone Fabiano和有机电子实验室的其他同事开发。这种组合可以提供快速而强烈的信号，只要存在刺激就会持续。此外，事实证明，这两种材料以增强信号的方式相互作用。新传感器还使用另一种称为等离子体的纳米光学实体。

Jonsson解释说：“当光与金属和银等金属纳米颗粒相互作用时，会产生等离子体。入射光使粒子中的电子一致地振荡，从而形成等离子体。这种现象为纳米结构提供了非凡的光学性能，如高散射和高吸收。”

在之前的工作中，他和他的同事已经证明，已经穿孔纳米孔的金电极借助等离子体有效地吸收光。吸收的光随后转化为热量，利用这样的电极，具有纳米孔的薄金膜，在面向太阳的一侧，传感器还可以将可见光快速转换为稳定的信号。

传感器也是压力敏感的。Jonsson说：“当我们用手指按压传感器时会产生一个信号，但是当我们用一块塑料对它施加相同的压力时就不会产生信号。它会对手的热量做出反应。”