仿生材料也能有生物特徵 興大研究登國際期刊

興大研究團隊成員包括物理系兼奈米所副教授林彥甫(右後)、醫學工程所副教授林淑萍(左前)、材料工程系副教授賴盈至(後中)等人。(興大提供/林欣儀臺中傳真)

仿生材料也能擁有宛如人類般的生物特徵中興大學攜手清華大學組成研究團隊,針對以往被視爲二維半導體材料缺點的「對電流敏感度高」問題,以逆向思考的觀點加以研究,重新賦予仿生材料適應環境與疲勞等生物特徵,讓仿生材料的開發出現新突破研究成果發表於國際期刊物質 Matter》。

該研究第一作者、中興大學物理系博士後研究員李克駿指出,「二維半導體材料」因具有光及電訊號突破性優勢,近幾年被視爲可取代傳統「矽」的新世代材料,但也因其表面積體積比例大,對電流容易產生捕捉現象,成爲仿生材料運用上的一大缺點。

轉化缺點爲優勢,團隊說,在觀察二維半導體元件特性時,意外發現該元件的電流會隨着外界施加的電流而下降並趨於穩定,再對照一般生物特性,發現生物對於環境的適應行爲與二維半導體元件受電壓後不敏感情況高度相似。

研究團隊舉例說明,一般人在冬天洗熱水澡時,皮膚剛開始會覺得水很熱,但持續沖洗數分鐘後、熱感會稍微消退,就與二維半導體元件對電流觀感適應的情況相符,這樣的觀察結論也開啓這項研究,嘗試透過利用仿生材料對電流的特性、進階模仿生物各項表現,進而賦予元件感知能力

研究團隊接着利用二維半導體元件具有記憶訊號的特性,將生物會產生的疲勞特性加以仿真,賦予該元件對壓力感測的生物觀感特性,甚至能延伸出其對溫度光線等觀感,未來實際應用後,將可使得機器人、義肢皮膚或墊子智慧介面呈現如人類般擁有適應、疲勞等生物特徵。

中興大學物理系兼奈米所副教授林彥甫強調,此研究成果爲二維半導體元件在仿生機器領域樹立了有意義典範