通过触摸表面化学的区别

一项新的研究表明人类可以区分两个表面是相同的,但对单个原子替换——一个与烷基硅烷涂层,氨基硅烷。

必威体育 红利账户报道几年前,人类可以检测表面能的不同疏水单层和亲水性plasma-oxidised表面。现在,查尔斯Dhong和他的团队在特拉华大学的,我们已经决定找到更多关于人类可以感知表面的化学变化。为此他们组成的表面硅烷膜之前轻微改变单层链,像用碳氮原子和改变链长。他们创造了表面光滑,人类不能感知轻微粗糙度之间的变化,这意味着它是表面化学允许他们来区分不同的表面。参与测试的人被要求选择剔除一个从三个样品。测试对象可以区分表面含有硅烷四个碳原子的烷基链和表面含有硅烷与最终的碳取代胺组。

研究对象不直接感应化学差异,随着手指的机械不敏感的化学物质,如嗅觉和味觉受体。然而,差异在摩擦化学产生差异,人类就可以检测到它。Dhong的团队说触觉对比机制可能源于不同单层排序。研究人员使用一个赫斯特指数,在这种情况下被用作衡量有序或无序的硅烷单层,表面可以预测。表面与胺组更下令由于氢键,这增加了订单减少摩擦。

测试对象也可以区分一个表面覆盖着五个碳原子的碳链长从那些八碳长链越长则更下令由于相变。使用障碍和以便预测人类的性能更可靠的比表面能,甚至科学家们发现,几乎相同的两个表面表面能量可以区分。

然而,值得注意的是:样品单原子替代并不总是不同的识别。取代胺组为碳长链不足对人体表面之间的区别。这种替代没有导致排序变化的,因此并没有改变摩擦力足以被检测到。

该小组还做了一个力学模型的手指从聚二甲硅氧烷(PDMS),这是有类似的亲水性人类皮肤治疗,预测哪些表面将由一个真正的人类的手指。里面提供的PDMS手指是一种丙烯酸骨,刚度和模仿人类手指的远端指骨。科学家测量了摩擦同时滑动模拟手指在每个表面的速度和力量。比较不同的表面的摩擦给预测将是多么容易的一个人告诉他们分开。表面下的预测是可微的一个组合下的力和速度可能不是force-velocity组合不同。

卡拉Nunez斯坦福大学的专家在人类触觉感知,我们,说这是令人激动的前期工作,它演示了人情味的敏度对化学和介绍了表面的化学成分作为额外的自由度,研究人员和工程师可以操纵设计触觉接口。

触觉技术人员主要侧重于物理组件的接触,如机械变形,而这项工作探索化学变化如何在原子级别也扮演了一定的角色在我们如何识别和感知交互对象,“Nunez补充道。

Dhong的团队说,他们的工作可以帮助研究人员发现触觉研究新材料和导致更好的触觉工具。微调表面化学可能是一个简单的方法来产生新的触觉体验为用户的虚拟现实,当使用外科假人在医学培训。