仿生材料也能有生物特征 兴大研究登国际期刊

兴大研究团队成员包括物理系兼奈米所副教授林彦甫(右后)、医学工程所副教授林淑萍(左前)、材料工程系副教授赖盈至(后中)等人。(兴大提供/林欣仪台中传真)

仿生材料也能拥有宛如人类般的生物特征中兴大学携手清华大学组成研究团队,针对以往被视为二维半导体材料缺点的「对电流敏感度高」问题,以逆向思考的观点加以研究,重新赋予仿生材料适应环境与疲劳等生物特征,让仿生材料的开发出现新突破研究成果发表于国际期刊物质 Matter》。

该研究第一作者、中兴大学物理系博士后研究员李克骏指出,「二维半导体材料」因具有光及电讯号突破性优势,近几年被视为可取代传统「矽」的新世代材料,但也因其表面积体积比例大,对电流容易产生捕捉现象,成为仿生材料运用上的一大缺点。

转化缺点为优势,团队说,在观察二维半导体元件特性时,意外发现该元件的电流会随着外界施加的电流而下降并趋于稳定,再对照一般生物特性,发现生物对于环境的适应行为与二维半导体元件受电压后不敏感情况高度相似。

研究团队举例说明,一般人在冬天洗热水澡时,皮肤刚开始会觉得水很热,但持续冲洗数分钟后、热感会稍微消退,就与二维半导体元件对电流观感适应的情况相符,这样的观察结论也开启这项研究,尝试透过利用仿生材料对电流的特性、进阶模仿生物各项表现,进而赋予元件感知能力

研究团队接着利用二维半导体元件具有记忆讯号的特性,将生物会产生的疲劳特性加以仿真,赋予该元件对压力感测的生物观感特性,甚至能延伸出其对温度光线等观感,未来实际应用后,将可使得机器人、义肢皮肤或垫子智慧介面呈现如人类般拥有适应、疲劳等生物特征。

中兴大学物理系兼奈米所副教授林彦甫强调,此研究成果为二维半导体元件在仿生机器领域树立了有意义典范