皮膚
關注創建者：C乘風破浪 創建時間：2021-09-04
皮膚的實例教程
Malliaras等人研發了超薄有機薄膜中的有機電化學晶體管組成的電子皮膚，該薄膜旨在記錄大腦表面的電生理信號。利用該裝置在體內對癲癇樣放電進行測試，與表面電極相比，由于局部放大而顯示出優異的信噪比，為醫療應用帶來了巨大的希望[4]。
圖5. 置于軀體感覺皮層上的ECG探針的光學顯微照片，其中開顱區由虛線包圍。比例尺：1毫米。
3.人造皮膚
王中林等人開發了一個高度可伸縮和舒適的矩陣網絡，成功擴展了電子皮膚的感應功能，包括但不限于溫度，面內應變，濕度，光，磁場，壓力和接近度。該人造皮膚在人形機器人，新假肢，人機界面和健康監測技術方面具有廣泛的應用[6]。
圖6. 皮膚靈感高度可伸縮和舒適的矩陣網絡。
圖7 人造皮膚對人手的控制（動圖）。
目前，電子皮膚的功能受限，主要是因為在電路和設備保持柔性的同時，只能實現相對簡單的功能單元集成，進而只能實現基本的類皮膚功能。對于電子皮膚的進一步需求是實現真正的高級功能性電子皮膚，這依賴于由集成的晶體管組成的可拉伸電路[7]。
鮑哲南等人展示了一種可拉伸的聚合物晶體管陣列，具有前所未有的設備密度，每平方厘米347個晶體管。這些晶體管具有與非晶硅相當的平均電荷載流子遷移率，當經受1000％的應變1000次循環時，僅略微變化（在一個數量級內），沒有電流-電壓滯后。此工藝為合并其他可拉伸的聚合物材料提供了一個通用平臺。
圖8. 可拉伸晶體管陣列的三維圖，作為皮膚電子學的核心構件。
展開 在這項研究中，科學家們開發出了一款全新的人造神經系統，并成功用它實現了對觸覺的模擬，這項研究為假肢制造、人造皮膚邁出了第一步，或許有一天會給機器人某種反射能力。
在未來，機器人不僅會有人的外形，其皮膚也不再是鋼鐵和橡膠，而是如同真正的人的皮膚一樣，有觸覺、溫覺、痛覺等。面對如此“有血有肉”的機器人，你還能只把其作為一個機器來看待嗎？而除了將這項研究應用在機器人身上，我們還能利用人造神經系統做些什么呢？
搭載了神經的人造皮膚，能為我們做些什么？
1.青春永駐的秘密
在電影《重返20歲》的設定里，楊子姍飾演的“奶奶”一旦出血，皮膚上就會出現皺紋，而在電影最后，因為給孫子獻血，妙齡女郎還是重回了老年人的狀態。
要說電影里防止皮膚衰老還真是比現實生活中容易得多，只要堅持不流血就行了。但是在現實生活里，護膚、打針、激光、拉皮，女人們為了減緩皮膚衰老，減少皮膚皺紋可謂是無所不用其極。然而，皺紋會有的，黃斑會有的，該老還是要老的。
那么，如何才能永遠讓自己的皮膚光滑又細膩呢？答曰：人造皮膚。
從令人悚然的“人皮面具”到用化合物做的面膜面具，人們在人造皮膚上一直下了不少的功夫。比如，麻省理工曾利用具有良好彈性、透氣性、附著性和抗拉強度的聚硅氧烷合成了一種透明聚合物薄膜，用來保護皮膚并減少皮膚水分的流失。
以上種種研究，可以說是將“人造皮膚”打造得非常纖薄自然了。然而，皮膚不僅僅是為了覆蓋我們的肌肉而存在，它也是一種非常有用的傳感材料。在很多人看來，手感覺到溫度是理所當然的，卻不會有人去思考從皮膚到大腦的信號傳遞過程。
其實，在日常生活中，我們不僅可以依靠視覺來確認我們已經成功地抓住了物體，還可以通過皮膚的感知來確認。
展開 【背景介紹】
皮膚是人體最大的器官，是保護內部器官的物理屏障，并擁有神經網絡來感知環境（溫度、壓力、振動等）刺激。在生活中，人不可避免的會受到外傷（戰爭、自然災害等），損壞皮膚，因而人工皮膚在前期的肢體保護和后期的仿真修復都具有很大現實意義。電子皮膚是一種模仿人體皮膚功能的人工皮膚。研發出能夠模仿甚至超越人類皮膚的電子皮膚對于醫學診斷、仿生假肢以及人工智能的研究都至關重要。例如，鮑哲南團隊通過引入微結構聚二甲基硅氧烷（PDMS）薄膜，使獲得的電子皮膚具有前所未有的靈敏度和快速的響應時間。雖然PDMS具有良好的生物相容性，但是它具有不透氣的缺點，因此不適合人長時間穿戴。同時，柔韌性是電子皮膚模擬人體皮膚機械性能的關鍵因素。其中Rogers團隊通過將松散的蛇紋石納米帶與彈性體基底相結合，將傳統的脆性材料轉化為高度柔韌、可拉伸和高性能的電子皮膚。可見通過合理地設計和集成，電子皮膚是可以實現甚至超越真實皮膚的性能。
眾所周知，皮革是從動物皮膚獲得的傳統天然材料，同時擁有皮膚的復雜結構。通過傳統的皮革工藝，可以使皮革恢復類似皮膚的柔性，但皮革的重要的感知能力仍未開發。盡管Rogers團隊使用PDMS作為粘合劑將硅器件粘合在皮革上，但他們僅將其作為簡單的基底處理，而忽略了皮革結構和性能的優點。皮革的多級結構使其易于擔載其它材料，具有制備高性能電子皮膚的潛能。通過將皮革與多樣化、功能化的納米材料相結合，可以使這一“死了的皮膚”，“起死回生”重新賦予它類似皮膚，甚至超越皮膚的功能。
【成果簡介】
最近，西北工業大學的黃維院士、南京工業大學的霍峰蔚教授和四川大學的黃鑫教授（共同通訊作者）等報道了一種簡單的、可設計的皮革電子皮膚。
展開 在這項研究中，科學家們開發出了一款全新的人造神經系統，并成功用它實現了對觸覺的模擬，這項研究為假肢制造、人造皮膚邁出了第一步，或許有一天會給機器人某種反射能力。
在未來，機器人不僅會有人的外形，其皮膚也不再是鋼鐵和橡膠，而是如同真正的人的皮膚一樣，有觸覺、溫覺、痛覺等。面對如此“有血有肉”的機器人，你還能只把其作為一個機器來看待嗎？而除了將這項研究應用在機器人身上，我們還能利用人造神經系統做些什么呢？
搭載了神經的人造皮膚，能為我們做些什么
1.青春永駐的秘密
在電影《重返20歲》的設定里，楊子姍飾演的“奶奶”一旦出血，皮膚上就會出現皺紋，而在電影最后，因為給孫子獻血，妙齡女郎還是重回了老年人的狀態。
要說電影里防止皮膚衰老還真是比現實生活中容易得多，只要堅持不流血就行了。但是在現實生活里，護膚、打針、激光、拉皮，女人們為了減緩皮膚衰老，減少皮膚皺紋可謂是無所不用其極。然而，皺紋會有的，黃斑會有的，該老還是要老的。
那么，如何才能永遠讓自己的皮膚光滑又細膩呢？答曰：人造皮膚。
從令人悚然的“人皮面具”到用化合物做的面膜面具，人們在人造皮膚上一直下了不少的功夫。比如，麻省理工曾利用具有良好彈性、透氣性、附著性和抗拉強度的聚硅氧烷合成了一種透明聚合物薄膜，用來保護皮膚并減少皮膚水分的流失。
對于人造皮膚未來的研發方向，EPISKIN體外重建皮膚中心還將致力于探索研發更加復雜精細的重建皮膚及皮膚附屬器模型，例如含有毛囊、汗腺等更接近于真實皮膚狀況的皮膚模型。
以上種種研究，可以說是將“人造皮膚”打造得非常纖薄自然了。然而，皮膚不僅僅是為了覆蓋我們的肌肉而存在，它也是一種非常有用的傳感材料。在很多人看來，手感覺到溫度是理所當然的，卻不會有人去思考從皮膚到大腦的信號傳遞過程。
展開 （通過對水凝膠皮膚進行綠色染料的擴散，可以清楚地看到整個表面被水凝膠皮膚完全覆蓋）
同時，該方法還能夠便捷地對水凝膠皮膚的厚度和粗糙度等進行控制，從而滿足不同的應用需求。我們僅僅通過在“單體水溶液”中添加/不添加微量鏈轉移劑（其它工藝完全一致），就可以得到厚度和粗糙度具有顯著區別的水凝膠皮膚（如圖3c，d）。
圖3. a在厘米尺寸的“Octet truss”形硅橡膠上均勻制備的水凝膠皮膚；b在具有微米級 “溝槽”的硅橡膠微流控芯片上均勻制備的水凝膠皮膚；c薄且較光滑的水凝膠皮膚；d厚且較粗糙的水凝膠皮膚
這種水凝膠皮膚層比橡膠表面要柔軟很多。對比圖4a（橡膠表面彈性模量）和圖4b（水凝膠皮膚表面彈性模量），可以看出，水凝膠皮膚的表面彈性模量僅僅只有橡膠表面的約1/70。并且，從宏觀上看，水凝膠皮膚基本不會改變橡膠的拉伸模量。這說明該水凝膠皮膚只是改變了橡膠表面的柔軟性，并沒有影響橡膠整體的性能和功能（如圖4c）。
圖4. a橡膠表面彈性模量；b水凝膠皮膚表面彈性模量；c制備水凝膠皮膚前后，橡膠的整體硬度對比；d摩擦系數隨壓強的變化對比；e摩擦系數隨時間的推移對比；f水凝膠皮膚被長時間摩擦前后對比
同時它在水中具有極其優異的耐摩擦磨損性能。一方面，制備了水凝膠皮膚的PDMS的摩擦系數幾乎不會隨壓強的增大而升高（如圖4d）。另一方面，制備了水凝膠皮膚的PDMS的摩擦系數幾乎不會隨摩擦時間的增長而升高（如圖4e）。這主要是由于水凝膠皮膚具有非常優異的保水性能和抗磨損性能（見圖4f）。另外，水凝膠皮膚層還具有非常優異的抗菌潛力。我們證明了大腸桿菌極難在水凝膠皮膚表面生長和附著（如圖5a，b）。
展開 
皮膚的最新內容
傳統的反射和折射光學（也稱為幾何光學）將光描述為可以被光學材料（如磨光玻璃、彩色磨砂塑料、人體皮膚、啞光白漆等）反射、折射、散射或吸收的光線。
與之不同的是，衍射光學將光描述為一種電磁波。當光波遇到尺寸與其波長相當的微觀結構（微光學元件）或開口時，就會發生光衍射。當光在這些尺寸只有數百納米的結構中發生衍射時，光束可以被聚焦、整形、重定向或分束。
什么是衍射光學元件？
光譜成像技術如何重塑視覺邊界？13天前
data-initial-src="https://img.jishulink.com/202605/attachment/57d63017cc904289917af981173ad648.png">
</figure>
</figure><p><br></p><p><strong>（1）可見光-近紅外</strong>（VIS-NIR, 380-1500nm）</p><p>應用于農業葉綠素檢測、醫學皮膚成像
FRED應用：毛細管電泳系統27天前
激光誘導熒光-毛細管電泳
通過展示幾個熟悉而創新的應用，如前房角鏡、毛細管中的激光誘導熒光和人類皮膚模型，FRED和生物醫療產業的相關性能得到最好的表達。
從非侵入式到超靈敏的檢測儀器，光子器件在今天的生物醫藥產業起到了不可或缺的作用。
設置了一個傳熱模型，10*10的MicroLED被PI 包裹，整個貼在皮膚上，看皮膚的溫度情況。明明給四個LED設置了熱源，Q0=5.142857e9 W/m3, 但計算出來的結果看起來LED是隨機變熱變冷。為什么會這樣呢
未來光譜維度有望進入手機端，實現食品成分分析和皮膚健康監測。
7.4 自動駕駛
需求維度為強度加偏振加相位加時間加光譜。偏振消除眩光和路面反光，相位提供SPAD dToF深度感知，時間維度捕獲動態變化。當前傳統RGB相機加激光雷達的架構正在向融合多維信息的方向演進。
7.5 醫療內窺鏡
需求維度為強度加相位加光譜加偏振。
環保與設備友好性
符合國家環保法規要求，不含有害添加物，低泡沫、無異味，不刺激操作人員皮膚，同時能夠在工件和設備表面形成穩定防銹膜，減少設備銹蝕和工件報廢風險。特殊行業如食品加工還需要認準食品級合規資質。
切削液選購避坑：這三個誤區一定要避開
1.
在上一道題中，我們討論過，由于人體不同位置的表皮厚度不同，相同溫度下不同位置的皮膚燙感差異很大。例如，VR產品佩戴在眼部，眼部表皮厚度更薄、對溫度更敏感；而手機通常由手部握持，手部表皮厚度更厚、對溫度不太敏感。因此，VR產品的溫度要求顯然應比手機更嚴格才算合理，但該標準并未做此區分。因此，可觸摸電子產品表面的溫度閾值標準有待進一步細化。
部分切削液為實現潤滑、防銹、抑菌等功能，會添加含堿量較高的助劑，若 pH 值過高（超過 10.5），堿性成分會破壞人體皮膚表面的皮脂膜，皮脂膜作為皮膚的天然保護屏障，一旦受損，皮膚水分會快速流失，同時堿性物質會直接刺激皮膚角質層，引發紅腫、干燥、刺痛，長期接觸會導致皮膚粗糙、脫皮。
判別切削液品質的核心指標詳解2個月前
酸堿度（pH 值）是核心指標之一，優質切削液的 pH 值通常穩定在 8-10 的弱堿性區間，既能有效抑制細菌滋生、防止切削液變質，又能避免對金屬工件產生腐蝕，且長期使用后 pH 值偏移幅度小；若 pH 值過低易引發細菌繁殖、金屬銹蝕，過高則可能腐蝕設備密封件、刺激操作人員皮膚。
工業切削液品質優劣的實用鑒別方法2個月前
此外，優質切削液還應符合環保安全標準，無強刺激性氣味，不屬于危險品，使用過程中不會對操作人員皮膚造成刺激，也不會對設備漆面、密封件產生腐蝕；而劣質切削液可能添加廉價有害添加劑，有刺鼻氣味，易引發皮膚不適，還會腐蝕設備部件，影響設備使用壽命。
