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近日，日本東京大學(xué)科學(xué)家建立了一種組織塑膜方法，在機(jī)器人手指上無(wú)縫覆蓋類(lèi)人皮膚，還使其具有防水和自愈功能，相關(guān)研究成果發(fā)表在《物質(zhì)》雜志上。
研究小組他們首先將這種機(jī)械手指浸入一個(gè)裝有膠原蛋白和人真皮成纖維細(xì)胞溶液的圓柱模具中，這兩種物質(zhì)是構(gòu)成皮膚結(jié)締組織的主要成分。
該研究論文第一作者、日本東京大學(xué)教授竹內(nèi)昌次說(shuō)，由于膠原蛋白和成纖維細(xì)胞混合物具有自然收縮趨勢(shì)，使其緊密結(jié)合在手指上，這一層為下一層的人類(lèi)表皮角質(zhì)形成細(xì)胞提供了統(tǒng)一的基礎(chǔ)。這些細(xì)胞占皮膚最外層的90%，使機(jī)械手指的皮膚具有人類(lèi)皮膚的質(zhì)地和保濕屏障特性。
當(dāng)機(jī)械手指彎曲或伸展時(shí)，皮膚有足夠的力量和彈性來(lái)承受動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)。最外層足夠厚，可用鑷子提起，并且防水，這為其執(zhí)行特定任務(wù)，如處理帶電的微小泡沫塑料提供了多種優(yōu)勢(shì)。當(dāng)受傷時(shí)，該皮膚甚至可在膠原蛋白繃帶的幫助下像人類(lèi)一樣自我愈合，膠原蛋白繃帶逐漸變成皮膚并可經(jīng)受住反復(fù)的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。
研究人員表示，這一成果只是創(chuàng)造活體皮膚機(jī)器人的第一步，雖然目前為機(jī)器人制造的硅膠皮膚可以模仿人類(lèi)的外表，但它在皺紋等細(xì)膩紋理方面存在不足，并且缺乏皮膚特有的功能，而且通常人造皮膚比自然皮膚弱得多，如果沒(méi)有持續(xù)的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)和廢物清除機(jī)制，就無(wú)法長(zhǎng)期維持。
研究人員表示，接下來(lái)，計(jì)劃解決皮膚的長(zhǎng)期維持問(wèn)題，并在皮膚中融入更復(fù)雜的功能結(jié)構(gòu)，如感覺(jué)神經(jīng)元、毛囊、指甲和汗腺。
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