新開發極薄皮膚壓力感測器,可量測指尖的接觸壓力

 

刊登日期:2020/12/25
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東京大學與慕尼黑工業大學共同開發了一項厚度極薄的皮膚壓力感測器,即使是直接貼附在敏感的指尖部位,也不會影響皮膚感覺,能夠量測指尖接觸物體時的接觸壓力。

新開發的感測器係以靜電紡絲法(Electrospinning)重疊形成4層奈米網孔層,從表面開始分別為保護層、上層電極、中間層、下層電極。上層與下層的電極是在水溶性高分子(聚乙烯醇;PVA)奈米纖維上氣相沈積了金的薄膜(100nm),中間層則是在聚氨酯(PU)奈米纖維上塗佈了高分子薄膜(200nm)予以強化;而保護層是將PU奈米纖維(2.5µm)浸漬於溶解的水溶性奈米纖維後製成,進而同時實現了薄型化與高度機械耐久性。

研究團隊將皮膚壓力感測器裝設於指尖,並進行了接觸壓力測試,在未影響皮膚感覺的狀態下,量測得到了高感度數據(0.141kPa-1)。此外,研究團隊也對18名受測者進行了感覺影響評估試驗,將皮膚壓力感測器貼附在指尖,進行抓取物體時的力道比較,並確認抓取力道未有上升,維持原有的皮膚感覺。此外,新感測器還擁有摩擦也不會損壞的優異機械耐久性。在感測器表面以100kPa的力量摩擦300次後進行性能評估,確認感度僅降低不到5%。

使用新開發的感測器不會影響原有皮膚感覺,以手指或手腕的力道就能正確量測壓力,故可望量測醫生、工匠等技術人士細微的指尖壓力,或應用於其他運動、醫療、神經工學等領域。


資料來源: https://www.jst.go.jp/pr/announce/20201120/index.html
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