美科学家研制人造皮肤可感知冷热压力

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美国的科学家日前称他们目前正在利用碳纳米管技术研发一种新型的人造皮肤。这种人造皮肤不仅能够防水，而且，还可以像真实皮肤一样感知冷热以及外界施加的压力。

　　人造皮肤可感知冷热

　　尽管人造手在行动和灵活度上日益逼真，但是几乎所有的人造皮肤仍然停留在无感知的塑料涂层水平上，美国橡树岭国家实验室纳米材料合成和属性小组的高级研究科学家约翰-西姆普森博士说：“通过运用碳纳米管技术，我们造出的人造皮肤不但可以接近真实皮肤特性，甚至可以超越这些特性。”

　　西姆普森及其同事伊利亚-伊凡诺夫正致力于所谓的“薄膜皮肤”研究项目，旨在研发灵活、轻便、完整的多功能皮肤。此外，参与此项目的研究人员还有来自美国宇航局兰利研究中心国家航天研究所的科学家们。

　　研究人员们之所以使用纳米管，是因为由其制成的材料具有一系列有用的属性。例如：可以将纳米管制成的材料用作温度和压力传感器，柔软的电导体，或者是具有类似人类皮肤机械和热性质的聚合材料的一部分。

　　伊凡诺夫说：“此外，纳米管中的碳不会引起排斥，这意味着人体的免疫系统不会将其识别为一个外来异物。将来，纳米管将帮助科学家们研发与人神经系统相连的传感器，允许信息来回流向大脑。”目前，研究小组正在研制一小块皮肤，皮肤表面可以防水并感知温度和压力变化。

　　这种防水顶层是由一种特别设计的纳米结构材料制成的，它类似沙微粒，每个微粒都可放大表面张力作用，从而具有天然防水效能。这种粒子可以像粉末一样被洒在聚合物上，然后将表面与热量结合起来，这种涂层可以将水或汗挡在缝线处和关节之外，防止湿气损坏电子装置。研究小组还在思索如何使用碳纳米管来利用太阳能或体热来为这些传感器提供能量，伊凡诺夫说：“我们期待在不久的将来听到更多有趣的消息。”

　　提高机器人的仿真度

　　机器人非常幸运，研究人员多年一直致力于研制新型机器人皮肤，使它们越来越像人类。美国科学家们研制的这种人造皮肤应用在机器人身上后，可直接提高机器人的仿真效能。此前，美国宇航局戈达德太空飞行中心技术专家弗拉迪米尔-鲁梅尔斯基将传感器植入机器人的皮肤覆盖层中，这种高科技机器人皮肤可使机器人更出色地完成太空探索任务，人类和机器人的“身体状况”不一样为了实现机器人的智能化，机器人也需要敏感的皮肤产生一定的触感。研究人员们后来还研制了能够产生压觉和温觉的机器人皮肤，这种人造皮肤能够探测和人类皮肤同步探测到各种事物。用于电路和半导体中的晶体管成为基于碳原子链的“皮肤器官原料”，这样机器人能够像人类一样具有触觉。

　　目前，由美国宇航局科学家研制的一种新型人造皮肤采用垂直碳纳米管层排列在整容手术所使用的橡胶聚合物上，就像是植入一块皮肤一样，碳纳米管通过金丝的串接固定在一起。这些碳纳米管分布在橡胶状的聚合物上，这种结合橡胶聚合物和碳纳米管的人造皮肤能够将接触表面的热量传递至传感器网络，就如同皮肤能够及时获取该信息一样。碳纳米管提高聚合物上的压电感应后，传感器能够向机器人大脑产生一种信号。

　　和真实皮肤仍存差距

　　伊凡诺夫表示，在临床医学应用上，人造皮肤的确显示了其不同于传统治疗手段的优越性。但是否人造皮肤能解决皮肤缺损后的种种问题呢?目前的研究显示人们还很难做到这一点。伊凡诺夫说，皮肤是人体最大的器官，具有复杂的组织结构并且含有毛囊、汗腺、皮脂腺等附属器官，发挥着重要的生理作用。

　　人造皮肤目前所具有的外形，韧性和机械性能等明显低于天然正常皮肤，没有正常皮肤的毛囊、血管、汗腺以及黑色素细胞等成分。更重要的是，人造皮肤的屏障、免疫、物质交换及能量交换等功能仍距正常皮肤有较大差距。

　　人造皮肤目前还不能解决所有的临床皮肤缺损问题，由于存在移植失败等风险，人造皮肤的使用有着严格的适应症限制。

　　通俗而言，人造皮肤目前只用于“救命”，它可以封闭创面，隔离细菌，方便伤口的愈合。但目前的科技水平尚无法研发出带有人体毛囊、汗腺及色素的真正皮肤，无法适用于面部及外露皮肤创面的救治，更不能满足那些欲借此美容的患者需求。一旦发生移植后的排异反应，仍需尽快进行植皮修复。

　　现在，人造皮肤必须要在具备较高要求的生产环境中制备。要在具备相当资质的医生指导下，按正规和严格的操作流程使用。而决不是像有的媒体所称的，可以在家里像使用创可贴一样方便的应用。

　　伊凡诺夫说：“我们对人造皮肤应有客观和准确的定位、评价，不能过于乐观甚至人为地进行夸大炒作。”