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仿生热敏材料问世,灵感源自蝰蛇,可媲美其感知精度

仿生热敏材料问世,灵感源自蝰蛇,可媲美其感知精度

美国加州理工学院的科学家们近期开发出一种高度灵敏的热传感器材料。该材料的灵感来源于蛇类头部用于探测猎物热量的特殊器官,其感知温度变化的精度达到了十万分之一摄氏度,与顶级红外热成像系统相当,远超现有多数合成材料。

该项研究的核心在于利用果胶(Pectin)——一种常用于食品增稠的天然高分子化合物。研究团队发现,果胶的双链分子结构在温度升高时会如同拉链般“解开”,这种分子层面的形变可被有效转化为热感知信号。通过将果胶、水和钙离子制成凝胶,再进行干燥处理,最终得到一种透明薄膜材料。

在实验中,科学家利用一个被加热到约37摄氏度(模拟恒温猎物)的玩具熊来测试该材料的性能。结果表明,这种果胶薄膜能够精确捕捉到微小的温差变化,其灵敏度与蛇类的热感应能力相当,证明了其在仿生感知领域的巨大潜力。

该仿生热敏材料的突破性进展,预示着其在机器人技术领域将有广泛应用前景。例如,装备此材料的机器人皮肤将能更精准地区分周围环境中的不同物体,如区分无生命的机械、其他机器人,或是具有体温的生物体。此外,该技术也有望应用于人造假肢,为使用者提供更细腻的触觉反馈,提升假肢的实用性和与人体的融合度,为未来人机交互和假肢技术的发展开辟新方向。

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