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科技前沿：一种新型自修复人机交互水凝胶触摸板
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科技前沿：一种新型自修复人机交互水凝胶触摸板
图片来源：CC0 Public Domain
中国科学院(CAS)宁波材料科技与工业研究所(NIMTE)的Chen Tao教授领导的研究团队与CAS北京纳米能源与系统研究所合作，开发出一种以透明纳米复合水凝胶为基材的新型、自修复和自黏附的柔软人机交互触摸板。这项研究发表于《先进材料》。
随着信息技术和物联网的快速发展，灵活、可穿戴的电子设备得到越来越多的关注。触摸板是手机、智能设备与信息终端必不可少的输入设备。被广泛用作商用触摸板中透明导电膜的氧化铟锡(ITO)存在一些固有缺点，比如易碎。
图片来源：Pixabay
为改善触摸板的可拉伸性与生物相容性，提高人机交互能力，NIMTE的研究人员开发了一种高度透明且可拉伸的聚两性离子-粘土纳米复合水凝胶，其透射率达98.8%，断裂应变超过1500%。
他们利用合成水凝胶作透明的离子导体，研制出具备自修复能力的人机交互触摸板。通过触摸和轻压，(这种触摸板)可以作为压敏粘合剂黏附在多种弯曲/平直材料表面，包括玻璃，木头，棉布，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)，硅橡胶，尼龙和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，从而集成到电子和可穿戴设备中。
图片来源：Pixabay
研究人员将表面电容式触摸系统集成进水凝胶触摸板中，并在各个角加载等值电压从而产生一个均匀静电场。之后便可以通过测量触摸板四周的瞬时电压值，感知点击或连续滑动时手指的位置。
此外，水凝胶触摸板还可以集成到计算机上，用来绘画、写东西以及玩电子游戏，同时具备高分辨率和自修复输入功能。从被切断到重新融合的过程中，水凝胶中的直流电可以在21秒内恢复，延展性和手指定位功能也会逐渐恢复。
该研究或许会令聚合物纳米复合水凝胶用作灵活、自修复的人机交互界面的前景变得明朗。
撰文：Liu Jia
翻译：张宇哲
审校：董子晨曦
引进来源：物理学家观察网
引进链接：https://phys.org/news/2020-12-scientists-self-healing-human-machine-interactive-hydrogel.html
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中国科学院(CAS)宁波材料科技与工业研究所(NIMTE)的Chen Tao教授领导的研究团队与CAS北京纳米能源与系统研究所合作，开发出一种以透明纳米复合水凝胶为基材的新型、自修复和自黏附的柔软人机交互触摸板。这项研究发表于《先进材料》。
随着信息技术和物联网的快速发展，灵活、可穿戴的电子设备得到越来越多的关注。触摸板是手机、智能设备与信息终端必不可少的输入设备。被广泛用作商用触摸板中透明导电膜的氧化铟锡(ITO)存在一些固有缺点，比如易碎。
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为改善触摸板的可拉伸性与生物相容性，提高人机交互能力，NIMTE的研究人员开发了一种高度透明且可拉伸的聚两性离子-粘土纳米复合水凝胶，其透射率达98.8%，断裂应变超过1500%。
他们利用合成水凝胶作透明的离子导体，研制出具备自修复能力的人机交互触摸板。通过触摸和轻压，(这种触摸板)可以作为压敏粘合剂黏附在多种弯曲/平直材料表面，包括玻璃，木头，棉布，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)，硅橡胶，尼龙和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，从而集成到电子和可穿戴设备中。
图片来源：Pixabay
研究人员将表面电容式触摸系统集成进水凝胶触摸板中，并在各个角加载等值电压从而产生一个均匀静电场。之后便可以通过测量触摸板四周的瞬时电压值，感知点击或连续滑动时手指的位置。
此外，水凝胶触摸板还可以集成到计算机上，用来绘画、写东西以及玩电子游戏，同时具备高分辨率和自修复输入功能。从被切断到重新融合的过程中，水凝胶中的直流电可以在21秒内恢复，延展性和手指定位功能也会逐渐恢复。
该研究或许会令聚合物纳米复合水凝胶用作灵活、自修复的人机交互界面的前景变得明朗。
撰文：Liu Jia
翻译：张宇哲
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