三層電路貼在皮膚上，延展度 800%！這款「電子刺青」還能控制機器手

作者 雷鋒網 | 發布日期 2021 年 02 月 12 日 0:00 |

聽過「電子紋身」（Electronic Tattoo）嗎？早在 2013 年，Motorola 高級副總裁 Regina Dugan 就曾拿出看似普通紋身貼紙的產品。Regina Dugan 表示這款電子紋身是行動式智慧設備，可惜並未多展示充滿未來感的那面。

2016 年 YouTube 一支影片，幾位生物駭客展示將電子設備植入皮下的過程──設備差不多硬幣大小，由一個印刷電路板、5 個表面貼裝發光二極管（SMD LED）組成，由矽膠包裹，一塊 3 伏特電池供電。

設備植入並受磁鐵觸發後，LED 燈會發光，皮膚會出現一朵梅花。

如果你覺得電子紋身只是廠商炒概念、科學怪人開腦洞，那就錯了。

2018 年，美國卡內基美隆大學的科學家就將電子紋身寫進論文，用液態金屬合金塗覆銀奈米顆粒，兩者融合後形成電路，經過印刷，紋身就可輕鬆轉移到皮膚，且導電性也很高。

當時參與研究的卡內基美隆大學助理教授 Carmel Majidi 表示：這是電子印刷領域的突破。

就在最近，中國科學家也聯合打造出電子紋身。

2021 年 1 月 13 日，論文發表於《科學》雜誌子刊《科學─進展》，題為「Multilayered electronic transfer tattoo that can enable the crease amplification effect」（可實現摺痕放大效果的多層電子傳遞紋身）。

論文作者來自南方科技大學（深圳灣實驗室生物醫學工程研究所）、首都醫科大學生物醫學工程學院及中國科學院大學國家奈米科學技術中心。

什麼是「電子紋身」？

看過前文，大概能對電子紋身下個定義：「能直接貼在皮膚上的超薄電路」。電子紋身可隨著皮膚狀態任意拉伸彎曲，可說是穿戴式設備的最高境界了。運作原理是 NFC（Near Field Communication，近距離無線通訊），能讓設備靠近時交換數據的技術。

NFC 是在 RFID（無線射頻身分辨識）技術的基礎上結合無線連接技術研發而成，日常場景也為各類電子產品提供安全快捷的通訊支援。行動支付、文件傳輸、門禁、手機與車鑰匙集合的背後，都離不開 NFC──轉到電子紋身，NFC 可確保訊號傳遞。

其實電子紋身有很多用途，如耳機、無線收發器、電源、噪音檢測器、測謊儀等等。作者也提到：「電子紋身在皮膚健康和運動感測有很大潛力。」

然而電子紋身目前問題是：固形性、黏性和多層性等特性不能並存，是研究人員設計新型電子紋身的起因。

多層電子傳遞紋身

研究人員設計出「多層電子傳遞紋身」，即 multilayered electronic transfer tattoo（下稱 METT）。

為了組成多層電路模板，科學家用到兩種材料，一是金屬聚合物導體（metal-polymer conductors），二是彈性體嵌段共聚物（elastomeric block copolymer）。

METT 共有 3 層：

黏合層（adhesive layer）：很薄（~8μm）的壓敏膠，受外部壓力時，黏合層使 METT 與皮膚緊密附著。

釋放層（release layer）：矽酮膜，主要目的是便於電路模板從釋放膜剝離。

兩者間的電路模組：含 3 層電路，每層都嵌有可拉伸導體的聚苯乙烯─丁二烯─苯乙烯（SBS）薄膜（~14μm）。

第一、二層電路上有應變感測器，數量分別為 11 和 4，第三層電路上有一個加熱器。

由於金屬─聚合物導體（metal-polymer conductor）有良好延展、可重複性，因此可用作應變感測器。

如下圖 A、B 所示，基於金屬─聚合物導體的應變感測器電阻，隨著拉伸應變增加而增加，METT 甚至可容易拉伸到 800%，遠遠超過皮膚最大變形度。

METT 可用於溫度調節、運動監測和機器人遠端控制，具高延展性（800%）、固形性和黏性，可做到摺痕放大效果，因而能將聚集應變感測器的輸出訊號放大 3 倍。事實證明，無需任何溶劑或加熱，METT 就能在不同表面牢牢附著。

遠端控制機器手臂

不僅如此，為了展示新型電子紋身的可擴展性，科學家更製造出 7 層 METT，當成可拉伸加熱器。

上圖 A 是 7 層加熱器俯視圖，每個電路層都包含一個基於金屬─聚合物導體的加熱器，兩端有 2 個連接點，用於與其他層加熱器形成垂直電連接。因此，7 個加熱器就以串聯方式連接電源。

上圖 B 展示不同層基於金屬─聚合物導體的加熱器，透過連接點形成的電連接。

論文介紹，除連接點外，金屬─聚合物導體透過 SBS 形成良好電絕緣，熱成像時未發現短路。研究結論之一是，隨著層數增加，紋身的順應性隨厚度增加而降低，兩層電子紋身足以滿足大多數功能。

科學家將 METT 實際應用──透過手指彎曲發出的訊號放大，透過藍牙傳輸到機器手臂，因此 METT 能遠端控制機器手臂，模仿人手動作時也不會出現異常震動。

論文表示，團隊已透過 2 層 METT 做到以 6 個自由度遠端控制機器手，透過 3 層 METT 以 15 個自由度遠端控制機器手。

可肯定的是，未來電子紋身在醫療、VR 和可穿戴式機器人方面有巨大潛力。

附圖：▲ 蘋果手機上的 NFC 功能。
▲ 科學家測試 METT 應變感測器的機電性能。

資料來源：https://technews.tw/2021/02/12/multilayered-electronic-transfer-tattoo/

《港產片中的藝術品》

好耐無開始過呢個單元！今日黎睇下靚靚喺《金玉滿堂》裡面唱/叫《卡門》嘅呢個scene。

左邊嘅後面有一個白色嘅盒，係一個美國出清潔用品嘅牌子—Brillo嘅番梘布包裝。呢個清潔用品牌子歷史悠久，上世紀10年代就出現左。

咁呢盒番梘布同藝術有咩關係呢？佢就係同美國嘅普普藝術時期(Pop Art)藝術家 Andy Warhol 嘅藝術品有關，叫做Brillo Box (Soap Pads)(1964). Andy Warhol係一位非常出名嘅藝術家，相信大家都有見過佢嘅藝術品，例如七彩顏色嘅瑪麗蓮夢露或者金寶湯。咁點解呢位藝術家要整一件同番梘布包裝一模一樣，好似複製品咁嘅藝術品？呢個藝術時期嘅藝術品大部分都係同流行文化有關，主要諷刺mass culture（大眾文化）同埋mass production（大量生產）裡面人類嘅貪念。呢個Andy Warhol嘅複製番梘布盒就係一個好嘅例子。Andy Warhol整左好多呢個番梘布盒嘅複製品，賣比唔同人同唔同博物館，正正就係諷刺mass production。同時，呢件藝術品都係帶出左一個問題：你點樣定義藝術？

至於《金玉滿堂》入面點解會有呢個番梘布盒就真係唔知道........不過我睇果陣就即刻記得呢份藝術品。大家可以參考下～

金玉滿堂
袁詠儀飾歐家慧
1995

Andy Warhol
Brillo Box (Soap Pads)
1964
Synthetic polymer paint and silkscreen ink on wood
17 1/8 x 17 x 14" (43.3 x 43.2 x 36.5 cm)
Gift of Doris and Donald Fisher
358.1997
©️ 2019 Andy Warhol Foundation for the Visual Arts/Artists Rights Society (ARS), New York
https://www.moma.org/collection/works/81384

https://www.theguardian.com/artanddesign/2014/nov/06/sp-transmitting-andy-warhol-review-tate-liverpool

https://www.theartstory.org/artist/warhol-andy/

奇美實業，全球ABS樹脂最大供應商！
#工業局50週年 #深耕工業基礎專文

「奇美實業一直是南臺灣最具傳奇色彩的企業之一。它不僅是全球最大的 ABS 樹脂、PMMA 樹脂及導光板供應商，更以創新思維，將產品轉向高質化及差異化，擺脫以量取勝的傳統道路」。
　　　　
🔹新科技問世，加速帶動材料需求🔹
從外型亮麗的時尚電動車
到日本進口的洗衣機、精密液晶面板、電子通訊產品
甚至醫院使用的洗腎器等醫療設備
在臺灣製造業的歷史進程中
全都少不了「#ABS樹脂」的身影
而 #奇美實業 正是全球最大的ABS樹脂供應商！
　　　　
奇美自行研發出的 「POLYLAC®ABS 樹脂」
是現今市場上最多樣化的丙烯腈一丁二烯一苯乙烯共聚合物
透過獨特技術讓其在強度、安定性、加工性上表現突出
也經美國及加拿大的安全規格UL及C-UL認證合格
並陸續開發出多元規格配合客戶各種新用途
因此在市場上極具競爭力💪
　　
🔹面對產業轉變，迅速轉型加值🔹
其實早期ABS這種工程塑膠量小、價格又高
很少下游廠商投入生產，多半依賴進口🌏
而奇美研發關鍵技術「#連續式生產法」
終於成功開發ABS新製程
並在短時間內 #突破產能限制
迅速於1994年時達到每年80萬公噸產能
超越美國奇異、德國拜耳，躍居世界第一🏆
　　
然而到了2010年，全球ABS出現 #供過於求 情況
讓產品利潤受到極大衝擊
為了維持企業成長
奇美實業除了轉向研發 #電子材料 與 #特用化學品
更開始進行企業轉型，包括：
✅ 落實生產流程的環保減廢措施
✅ 深耕現有技術的物性改良
✅ 投入前瞻技術與材料之探索與開發
以因應未來新科技所需的特殊複合材料。
　　
🔹投入人工智慧，員工職能再升級🔹
當 #數位轉型 還在萌芽
奇美內部早已行之有年
藉由環境友善與自動化的製程不斷與時俱進
讓員工與流程皆能跟上AI科技的腳步
在60年的基礎上不斷累積全新品牌價值
在未來
奇美有信心在充滿挑戰的市場中仍能穩占龍頭地位
更透過數位轉型，為下一階段的變革做好準備💪
　　
👩‍🏫 ABS樹脂技術簡介
#定義：是一種多樣化的丙烯腈一丁二烯一苯乙烯共聚合物。
#特色：透過獨特技術，讓 ABS 樹脂在強度、安定性、加工性上表現突出，增加特殊搭配組合，強化樹脂品質、染色性及外觀。
#影響：協助客戶依照產品需求與新用途，開發新品級產品市場。
#成就：經美國及加拿大的安全規格UL及C-UL認證合格，開發一般級、高流動級、押出級、阻燃級及耐熱級等多元規格。
#研發困境：過去採用分批式懸濁生產法，只能一批一批進行化合反應。後來採取連續生產法，需要解決B-polymer的化學重合技術及脫水、乾燥問題，採用機械式脫水乾燥法，突破產能限制。
　　
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#堅持到底的競爭力 #深耕工業基礎技術