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萬華化學(xué) | 電子皮膚“軟”實(shí)力：TPU如何讓人形機(jī)器人擁有觸覺靈魂？
智能穿戴、醫(yī)療監(jiān)測(cè)、人形機(jī)器人、人機(jī)交互——這些產(chǎn)業(yè)正加速爆發(fā)。而在它們背后，一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)悄然成為智能產(chǎn)業(yè)的新興賽道：電子皮膚(E-skin)。
很多人一聽電子皮膚，腦子里浮現(xiàn)的可能是在柔性材料里埋幾個(gè)壓力傳感器。其實(shí)，電子皮膚遠(yuǎn)不止這么簡(jiǎn)單。它是一種能模擬人類皮膚感知功能的柔性電子系統(tǒng)，可以感知壓力、溫度、濕度等環(huán)境變化，并把這些信息實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)成電信號(hào)。相當(dāng)于給機(jī)器人裝上了遍布全身的“外層神經(jīng)”。
電子皮膚通常由柔性襯底材料和各種傳感器組成，具有高靈敏度和快速響應(yīng)的特點(diǎn)。而這其中，對(duì)于柔性襯底的要求苛刻——不僅要有優(yōu)異的耐久性能，適應(yīng)高頻次使用，還要有良好柔韌性，可以自由彎折形變，同時(shí)還要容易量產(chǎn)加工；在各種高分子薄膜材料中，高性能熱塑性聚氨酯(TPU)作為一種復(fù)合型材料，兼具橡膠的高彈性與塑料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，逐步成為電子皮膚的優(yōu)選材料。
01
軟硬皆可調(diào)，適應(yīng)各種關(guān)節(jié)與曲面
在力學(xué)與場(chǎng)景適配方面，TPU的硬度可以在55A到64D之間寬幅調(diào)節(jié)，搭配出色的回彈和抗形變能力，既能貼服手指關(guān)節(jié)、機(jī)器人曲面等復(fù)雜結(jié)構(gòu)，也能反復(fù)彎曲、扭曲、拉伸而不壞。而且它在-40℃到100℃的溫度范圍內(nèi)都能穩(wěn)定工作，無論工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)、戶外環(huán)境還是醫(yī)療場(chǎng)景，都能扛得住。
02
曲面適配性強(qiáng)，耐久性能出眾
TPU薄膜具有良好的貼合性，能緊密貼附于人體皮膚或機(jī)器人曲面，同時(shí)具備優(yōu)異的透氣透濕性能，有效改善長(zhǎng)期貼合過程中，易積熱、適配性差的弊端，高度適配機(jī)器人柔性感知部件的長(zhǎng)期使用。此外，它抗撕裂、耐磨損，能承受數(shù)萬次反復(fù)形變，既延長(zhǎng)了設(shè)備壽命，也降低了使用成本。
03
工藝適配性強(qiáng)，批量生產(chǎn)穩(wěn)定可靠
TPU可以適配流延、注塑、密煉、溶液復(fù)配等多種加工方式，無論是小批量研發(fā)還是大規(guī)模量產(chǎn)都能靈活應(yīng)對(duì)。同時(shí)，它與炭黑、銀納米線、碳納米管等導(dǎo)電材料結(jié)合性優(yōu)異，能復(fù)合制成高柔性、高穩(wěn)定性的傳感層，不容易分層，導(dǎo)電也不容易出問題，保證了傳感信號(hào)的精準(zhǔn)傳輸。
萬華化學(xué)深耕聚氨酯彈性體領(lǐng)域，具備豐富的電子器件開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，能夠提供定制化TPU材料解決方案。可根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景，定制材料硬度、透氣性、耐溫等級(jí)，適配觸覺皮膚、智能穿戴、醫(yī)療檢測(cè)等領(lǐng)域，助力客戶打造高性能柔性傳感產(chǎn)品。
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