人形机器人作为人工智能和机器人技术融合的典型代表，正朝着与人类共融的方向发展。其中，电子皮肤（e-skin）是实现机器人环境感知、安全交互和精细操作的核心技术。

电子皮肤模拟人类皮肤的功能，能够检测压力、温度、湿度等多种刺激，并将这些信息转化为电信号。碳纳米管（CNTs）作为一种具有优异导电性和力学柔性的纳米材料，有望成为电子皮肤的理想导电材料之一。

典型的行业新闻如道氏技术不仅增资控股了电子皮肤厂商他山科技，还与能斯达达成战略合作，共同推动碳纳米管在电子皮肤上的应用。

所以，本文来整理碳纳米管在人形机器人电子皮肤上的应用相关信息。

一、碳纳米管的技术优势及其在电子皮肤中的适用性

碳纳米管是由sp²杂化碳原子构成的一维纳米材料，根据结构可分为单壁碳纳米管（SWCNTs）和多壁碳纳米管（MWCNTs）。

单壁碳纳米管是由单层石墨烯片卷曲而成的无缝管状结构，而多壁碳纳米管则是由多个单壁碳纳米管同轴套构而成，形成类似多层蛋糕的结构。

道氏技术曾在互动平台表示，单壁碳纳米管主要应用于人形机器人电子皮肤，并与头部供应商开展测试合作。

碳纳米管具有优异的电学和力学性能，使其在电子皮肤应用中极具潜力。

在电学性能方面，金属型碳纳米管电导率高达10⁷ S/cm，能实现高效电荷传输；同时具备出色的压阻效应，单根碳纳米管对应变的灵敏系数（Gauge Factor）可达1000以上，远高于传统金属材料。

在力学性能上，它拥有高柔性与拉伸性，断裂伸长率可达15%-30%，弹性模量为1 TPa，可承受人形机器人关节的大变形；且密度低、生物相容性好，适合可穿戴的电子皮肤应用。

这些特性使碳纳米管能够模拟人类皮肤中力学感受器的功能，实现对外界刺激的灵敏响应。例如，人类皮肤可检测低至13 nm的突起和5 Pa的压力，而碳纳米管传感器可实现类似的检测极限。

碳纳米管在电子皮肤中主要通过压阻效应实现传感功能。

当外部机械刺激作用于碳纳米管网络时，会引发多方面变化：

这些变化共同导致电阻值改变，进而将机械信号转化为电信号。

碳纳米管传感器的制备方法主要包括：

浸渍法：用去离子水溶解 PDMS 与氯化钠的固化共混物，制成多孔 PDMS 海绵；再将其反复浸泡碳纳米管溶液，得到 PDMS/CNTs 海绵；最后用平纹棉织物封装，即得多孔 PDMS / 碳纳米管复合压阻式柔性压力传感器。

喷涂/旋涂法：将碳纳米管分散液喷涂到柔性基底（如PDMS）上，工艺简单，适合大面积制备。

化学气相沉积法（CVD）：可原位制备碳纳米管-石墨烯复合薄膜，提升网络刚性。例如，通过CVD在碳纳米管模板上生长石墨烯，形成"编织薄膜"，抑制循环应变下的不可逆滑移。

碳纳米管传感器不同制备方法的对比

综合来看，碳纳米管凭借卓越的电学灵敏性、力学柔性与生物相容性，有望成为破解人形机器人电子皮肤 “感知精度” 与 “适应变形” 双重需求的核心材料。

未来，随着碳纳米管传感性能的持续优化与制备工艺的成熟，其将不仅局限于压力检测，还可能拓展至温度、湿度甚至生物信号的多模态感知，真正实现 “类人类皮肤” 的综合感知能力。

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