當你看到一隻八腳蜘蛛時，第一個想到的是什麼？拜好萊塢電影之賜，我猜蜘蛛人和他厲害的蜘蛛絲一定是大多數人的答案。現在，或許你多了一個選項：蜘蛛感應器!!!在本篇論文中，首爾大學的團隊模擬蜘蛛腳上感受震動的琴形器（lyriform organ）的構造，做出了更高敏感度的新型感應器。
琴形器是由許多裂縫（slit）所組成，藉由裂縫間隙的改變，可讓蜘蛛感受到外力的改變或是震動。模擬琴形器的構造，研究人員將 20 nm 的鉑層置於黏彈性聚合物（viscoeleastic polymer, polyurethane acrylate）上方，並以機械彎曲這兩層來製造特定裂縫密度（crack density）及方向的裂縫。此感應器的性能就是取決於裂縫密度。感應器可偵測到應變（strain）－ 在 2% 內的應變範圍，應變計因數（gauge factor, 以電阻對應變的相對改變量來表示感應器的敏感度）可 >2000，並能偵測振幅約為 10 nm 的振動，可說是十分靈敏。當感應器感受到震動或受力產生形變時，會造成裂縫間隙的改變，造成薄鉑層不同的導電度，藉由測量導電度回推可知所受到的應變及震動。
這樣的設備不僅耐用且有彈性，也具有可重複使用、可量產，並能夠方便的裝置在人體的特性。在論文末也提出了一些此裝置的應用，如：放置在小提琴上測量琴音、測量脈搏、在有環境噪音的狀況下仍能精確地的偵測人體講話時的振動等靈敏度的用途。相信在不久的未來，這樣的裝置能夠應用於更多的生醫領域!
圖 a, b：蜘蛛琴型器的構造，呈裂隙狀的受器與神經元相連結。 圖 c, d, e：以鉑金與具彈性的聚合物等製成的仿生感應器。如同蜘蛛琴型器，在掃描式電子顯微鏡（SEM）下呈現裂隙狀。 圖 f, g：在電顯及模擬下，測試不同應變造成的效果。可見裂縫隨應變增加而變大，這個效果可藉由偵測導電度改變得知。 圖片來源：https://tinyurl.com/yboopqj2
參考資料：
- Kang, D., Pikhitsa, P. V., Choi, Y. W., Lee, C., Shin, S. S., Piao, L., … Choi, M. (2014). Ultrasensitive mechanical crack-based sensor inspired by the spider sensory system. Nature, 516(7530), 222-226. doi:10.1038/nature14002
撰文｜童柏雅
修訂｜林映希
