柔性“电子皮肤”：揭开非接触温度感知的神秘面纱

作者：段跃初

在中国科学院大连化学物理研究所，一支由研究员姜鹏、副研究员陆晓伟以及包信和院士组成的团队，近日成功研发出一种柔性、可穿戴的长波红外光热电探测器，为电子皮肤的非接触温度感知开启了新篇章。这一创新成果已发表于国际知名期刊《先进材料》。

我们都知道，仿生触觉是智能机器人感知外部环境的关键。但在传统的触觉系统中，触觉传感器需要与外部环境进行物理接触，才能获取温度信息。这也就意味着，在接触之前，机器人无法对外部刺激作出预判。于是，研究人员开始寻找一种方法，希望建立一种具有非接触温度感知能力的先进触觉传感技术，为机器人交互感知领域带来全新的体验。

长波红外光热电探测器应运而生。它基于光热、热电两个能量转换过程，可以在无需制冷、无需偏置电压、无接触的条件下，实现对长波红外辐射的灵敏探测。

这支研究团队在具有长波红外吸收能力的柔性聚酰亚胺衬底上，构建了Te/CuTe热电异质结，成功制备出高灵敏度、柔性、可穿戴的长波红外光热电探测器。Te/CuTe热电异质结不仅提升了复合薄膜的热电功率因子，降低了器件噪声，还通过降低光学反射损耗，提高了器件灵敏度。

在非接触式温度感知测试中，当目标温度从零下50℃上升至110℃，这款柔性光热电探测器的灵敏度始终优于商业刚性热电堆，温度分辨能力高达0.05℃。基于这一突破，研究团队利用该红外探测器在接近辐射源过程中响应电压的斜率变化，研发出动态温度预警系统，使软体机械手能够预先判断热源的存在。

这款柔性光热电探测器的问世，无疑为我们的生活带来了更多可能。未来，它将在医疗、工业、航天等领域发挥重要作用，让我们共同期待！