柔性人工视觉伤害感受器及其制备方法、智能眼镜系统

1.本公开涉及视觉感知神经系统相关技术领域，具体的说，是涉及一种柔性人工视觉伤害感受器及其制备方法、智能眼镜系统。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，并不必然构成在先技术。
3.作为生物神经系统的基本单元，伤害感受器是能够感知来自外部环境的有害刺激的重要受体之一，通过这些刺激产生疼痛信号并传输到中枢神经系统以防止潜在的伤害。一般而言，当疼痛信号低于一定的输入信号阈值，伤害感受器没有反应，而高于输入信号阈值，它反应强烈而迅速。伤害感受器还表现出一些独有的特征，如阈值、弛豫、无适应、异常性疼痛和痛觉过敏，这些特征与外部刺激的强度、持续时间和重复率有关。
4.发明人在研究中发现，现有的设计人工伤害感受器并实现这些功能的过程中，已经使用了几种具有复杂排列的互补金属氧化物半导体电路，并在各种领域应用，但是其伴随着复杂的电路、高能量操作，并且难以按比例缩小以满足未来纳米电子器件的尺寸可缩放性要求。因此，非常需要具有结构简单、较小特征尺寸、可大规模制备和低功耗的电子器件来解决上述问题。而且，目前多数伤害感受器都是使用电刺激作为输入来检测有害信号。然而，人体获取信息的非常重要的部分是眼睛，视觉系统使人类能够从复杂的自然环境中获取的信息数据超过80％，眼睛与直接输入的光信号一起运作。在基于自身的条件下显示并具有光学输入的伤害感受行为，并提供类似于人眼的功能的电子器件仍有待开发。
5.最近，在将人工视觉系统的仿生设计与先进的电子技术相结合方面已经取得了实质性的进展。光调制柔性人工视觉伤害感受器的硬件实现是通过人工视觉感知神经系统的构建模块，由于其高带宽和最小的串扰，光触发装置可以提供非接触式操作方法，并且可能是提高操作速度的更好选择。目前柔性人工视觉伤害感受器现有的制备技术仍具有成本高、工艺复杂、不适合大规模生产、难以满足未来纳米电子器件的尺寸可缩放性要求等技术难题。因此，选择具有适当的光带隙和强大的光吸收系数的替代光吸收材料，并采用低成本、易操作、尺寸可达纳米级的制备方法，是实现高性能的纳米级柔性人工伤害感受器的关键。


技术实现要素：

6.本公开为了解决上述问题，提出了一种柔性人工视觉伤害感受器及其制备方法、智能眼镜系统，提出了基于mos2/ceo2异质结的柔性人工视觉伤害感受器。并基于水热法和磁控溅射法制备出的柔性人工视觉伤害感受器表现出良好的特性，通过其视觉痛觉感知能力为实现下一代神经集成器件提供了新的途径，对加速新一代人工智能发展具有重要意义。
7.为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
8.一个或多个实施例提供了一种柔性人工视觉伤害感受器，包括由下至上依次设置的底电极层、二维mos2层、ceo2层与顶电极层；其中，在顶电极和底电极之间的mos2层和ceo2层作为异质结构层。
9.一个或多个实施例提供了一种柔性人工视觉伤害感受器的制备方法，包括如下步骤：
10.在柔性云母衬底上磁控溅射底电极，得到云母-底电极；
11.采用水热法，在云母-底电极上生长二维mos2薄膜层；
12.采用射频磁控溅射在mos2薄膜层上生成ceo2纳米薄膜层；
13.在ceo2纳米薄膜层上直流磁控溅射顶电极，形成人工视觉伤害感受器。
14.一个或多个实施例提供了一种智能眼镜系统，包括可穿戴眼镜，以及设置在可穿戴眼镜上的柔性人工视觉伤害感受器，所述柔性人工视觉伤害感受器采用上述一种柔性人工视觉伤害感受器，或者采用上述的一种柔性人工视觉伤害感受器的制备方法得到的柔性人工视觉伤害感受器。
15.与现有技术相比，本公开的有益效果为：
16.本公开伤害感器件的整体透明设计显著提高了光收集率，实现了高响应速度和大响应电流。设计的新型的mos2/ceo2异质结的柔性人工视觉伤害感受器能够实现感受器的四个关键特征，即“阈值”、“无适应”、“弛豫”和“痛觉敏化”；相比于已有的一些人工伤害感受器制备工艺，本公开的制备方法简单，具有可大规模制备的可行性，且具备纳米级尺寸和柔性特征。
17.并且，将高性能柔性人工视觉伤害感受器与定制眼镜集成在一起，构建了一个可穿戴的智能眼镜系统，用于实时监测紫外线光照强度参数，如果检测到异常紫外线参数，系统可以通过眼镜的颜色变化来保护佩戴者的眼睛。为生物传感器系统的人工智能模拟领域提供了一个有效方法，有望能够为未来实现更高效的人类视觉感知神经系统发挥更大的作用，并将促进仿生眼和仿生机器人等应用。
18.本公开的优点以及附加方面的优点将在下面的具体实施例中进行详细说明。
附图说明
19.构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的限定。
20.图1是本公开实施例1的柔性人工视觉伤害感受器的制备方法流程图；
21.图2是本公开实施例6的柔性人工视觉伤害感受器与定制智能眼镜的系统图示和功能区域视图；
22.图3是本公开实施例1的柔性人工视觉伤害感受器的横截面sem表征图；
23.图4为本公开实施例1中水热法制备的mos2的afm(i、ii)表征图和sem表征图(iii)；
24.图5为本公开实施例1中的柔性人工视觉伤害感受器在365nm紫外光下的痛觉感知阈值特性；
25.图6为本公开实施例中的柔性人工视觉伤害感受器的痛觉感知“无适应性”特征；
26.图7为本公开实施例中痛觉敏化的参考模型以及当向柔性人工视觉伤害感受器提
供不同刺激时，表现出的痛觉敏化和弛豫过程；其中，(a)中为同时使用两个相同的超阈值的光脉冲，并对器件施加破坏性光强为4.781mw/cm2的光脉冲信号，从而模拟痛觉超敏；(b)中使用两个相同的低阈值的光脉冲，并对器件施加破坏性光强为1.290mw/cm2的光脉冲引起的电流响应用来模拟异常痛觉；(c)所示为异常痛觉和痛觉超敏参考模型；(d)显示了在4.781mw/cm2的破坏性光强照明下，正常和损伤状态下器件的光电流对光照强度的依赖。
27.其中：1、顶电极层，2、ceo2层，3、二维mos2层，4、底电极层，5、柔性云母衬底，6、可穿戴眼镜，7、驱动功能区，8、设置区域。
具体实施方式
28.下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
29.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
30.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的各个实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合附图对实施例进行详细描述。
31.实施例1
32.在一个或多个实施方式公开的技术方案中，如图1-图2所示，一种柔性人工视觉伤害感受器，包括由下至上依次设置的：底电极层4、二维mos2层3、ceo2层2与顶电极层1；其中，在顶电极和底电极之间的mos2层和ceo2层作为异质结构层。
33.在一些典型实施例中，所述二维mos2层3为二维薄膜层的形式；
34.在一些实施例中，所述ceo2层2为纳米级薄膜的形式；所述ceo2层以纳米级薄膜的形式附着在二维mos2薄膜层上。
35.进一步地，还包括柔性云母衬底5、底电极层4设置在柔性云母衬底5上。
36.可选的，底电极层可以采用云母-ito、云母-fto，或者ito、fto玻璃任意一种。
37.本实施例中，优选的，采用云母-ito为衬底，具备柔性则更能很好的模拟人眼功能。可以选ito是因为在ito薄膜上生长出的mos2更加充分。
38.在一些典型实施例中，所述顶电极可以采用金、铂、铝、铜、银、钛中的任意一种或几种。优选的，可以采用为金、银、铂等贵金属，在使用时不容易被氧化。
39.基于上述技术方案，可以形成“云母-ito/mos2/ceo2/ag结构的柔性人工视觉伤害感受器。
40.进一步地，上述柔性人工视觉伤害感受器，即基于mos2/ceo2异质结的柔性人工视觉伤害感受器的制备方法，首先在柔性云母衬底上磁控溅射底电极；然后在云母-底电极上采用水热法生长二维mos2薄膜层，接着在mos2薄膜层上射频磁控溅射ceo2纳米薄膜层，最后在ceo2纳米薄膜层上直流磁控溅射顶电极，形成人工视觉伤害感受器。具体的步骤可以如下：
41.步骤1、水热法制备mos2薄膜，将二维mos2薄膜层附着在底电极层上：
42.步骤11、采用钼酸钠和硫代乙酰胺制备混合mos2前驱体溶液。
43.具体的，可以在室温下将30毫克钼酸钠和60毫克硫代乙酰胺同时溶于30ml去离子水中，得到混合mos2前驱体溶液备用；
44.可选的，溶解过程中可以通过超声波加速溶解。钼酸钠和硫代乙酰胺的超声时间可以设置为5-10min。
45.步骤12、将云母-底电极即底电极层置入mos2前驱体溶液，加热设定的时间使薄膜生长后，冷却、洗涤、干燥后得到二维mos2薄膜层。
46.可选的，二维mos2薄膜的生长条件为：200℃下维持600-660min。
47.具体的，可以将清洁后的云母-ito柔性基板放入50ml包内衬的不锈钢高压釜中，然后倒入mos2前驱体溶液。将高压釜置于烘箱中并在200℃下加热10小时。自然冷却过程后，从高压釜中取出云母-ito柔性基板，用去离子水洗涤三次，并用氮气气体干燥处理，得到二维mos2薄膜层；
48.步骤2、采用磁控溅射法制备ceo2薄膜，并将ceo2薄膜附着在mos2薄膜上，得到mos2/ceo2异质结：
49.具体的，用射频磁控溅射工艺制备ceo2薄膜。
50.步骤3、采用直流磁控溅射的方法在mos2/ceo2异质结的ceo2薄膜上制备顶电极。
51.一个具体的示例，制备云母-ito/mos2/ceo2/ag柔性人工视觉伤害感受器的制备方法；
52.在所述的mos2/ceo2异质结上制备顶电极，得到“云母-ito/mos2/ceo2/ag”结构，即得到基于mos2/ceo2异质结的柔性人工视觉伤害感受器。
53.在一些典型实施方式中，射频磁控溅射以及直流磁控溅射的溅射沉积参数可以如下：
54.a、基准压强为3.5-5.0
×
10-3
pa；b、工作压强为0.34-1.0pa；c、溅射温度为20-50℃；d、气体流速为20-30sccm；e、溅射能量为50-120w；f、预溅射时间为3-5min；g、溅射时间10-60min。
55.实施例2
56.基于实施例1，针对实施例1中的制备方法提供一种具体的实施方式，本实施例中提供一种柔性人工视觉伤害感受器的制备方法，具体步骤如下：
57.a.水热法制备mos2薄膜：
58.a1)在室温下将30毫克钼酸钠和60毫克硫代乙酰胺同时溶于30ml去离子水中，超声至完全溶解，得到混合mos2前驱体溶液备用。
59.a2)将清洁后的云母-ito柔性基板倾斜放入50ml内衬的不锈钢高压釜中，然后倒入mos2前驱体溶液。
60.云母-ito柔性基板的尺寸可以根据需要设置，如可以为2cm*3cm。
61.a3)将上述高压釜置于烘箱中并在200℃下加热10小时。自然冷却过程后，从高压釜中取出云母-ito柔性基板，用去离子水洗涤三次，并用氮气气体干燥处理，得到二维mos2薄膜层；
62.b.磁控溅射制备ceo2薄膜：
63.b1)将水热法制备的mos2放置在磁控溅射设备的靶衬底上。
64.b2)所述预设靶材为：纯度为99.99％的ceo2陶瓷靶；所述预设溅射时间为5分钟；所述预设溅射功率为80w。
65.b3)通过射频溅射，在氩气环境下沉积70nm厚度的ceo2薄膜。磁控溅射的参数如下：a、基准压强为3.5
×
10-3
pa；b、工作压强为0.99pa；c、溅射温度为25℃；d、气体流速为30sccm；e、溅射能量为120w；f、预溅射时间为5min；g、溅射时间60min。
66.c.磁控溅射顶电极：
67.通过直流溅射，在氩气环境下沉积40nm厚度的ag顶电极。
68.磁控溅射的参数如下：a、基准压强为4.8
×
10-3
pa；b、工作压强为0.99pa；c、溅射温度为25℃；d、气体流速为30sccm；e、溅射能量为60w；f、预溅射时间100s；g、溅射时间10min。得了到“云母-ito/mos2/ceo2/ag”结构的柔性人工视觉伤害感受器。
69.实施例3
70.基于实施例1，针对实施例1中的制备方法提供一种具体的实施方式，本实施例中提供一种柔性人工视觉伤害感受器的制备方法，具体步骤如下：
71.a.水热法制备mos2薄膜：
72.a1)在室温下将30毫克钼酸钠和60毫克硫代乙酰胺同时溶于30ml去离子水中，超声至完全溶解，得到混合mos2前驱体溶液备用。
73.a2)将清洁后的云母-ito柔性基板倾斜放入50ml内衬的不锈钢高压釜中，然后倒入mos2前驱体溶液。
74.云母-ito柔性基板的尺寸可以根据需要设置，如可以为2cm*3cm。
75.a3)将上述高压釜置于烘箱中并在200℃下加热11小时。自然冷却过程后，从高压釜中取出云母-ito柔性基板，用去离子水洗涤三次，并用氮气气体干燥处理，得到二维mos2薄膜层；
76.b.磁控溅射制备ceo2薄膜：
77.b1)将水热法制备的mos2放置在磁控溅射设备的靶衬底上。
78.b2)所述预设靶材为：纯度为99.99％的ceo2陶瓷靶；所述预设溅射时间为3分钟；所述预设溅射功率为80w。
79.b3)通过射频溅射，在氩气环境下沉积70nm厚度的ceo2薄膜。磁控溅射的参数如下：a、基准压强为3.8
×
10-3
pa；b、工作压强为0.34pa；c、溅射温度为35℃；d、气体流速为20sccm；e、溅射能量为120w；f、预溅射时间为3min；g、溅射时间60min。
80.c.磁控溅射顶电极：
81.通过直流溅射，在氩气环境下沉积了40nm厚度的ag顶电极。
82.磁控溅射的参数如下：a、基准压强为5.0
×
10-3
pa；b、工作压强为0.9pa；c、溅射温度为35℃；d、气体流速为20sccm；e、溅射能量为50w；f、预溅射时间为100s；g、溅射时间15min。得了到“云母-ito/mos2/ceo2/ag”结构的柔性人工视觉伤害感受器。
83.实施例4
84.基于实施例1，针对实施例1中的制备方法提供一种具体的实施方式，本实施例中提供一种柔性人工视觉伤害感受器的制备方法，具体步骤如下：
85.a.水热法制备mos2薄膜：
86.a1)在室温下将30毫克钼酸钠和60毫克硫代乙酰胺同时溶于40ml去离子水中，超声至完全溶解，得到混合mos2前驱体溶液备用。
87.a2)将清洁后的云母-ito柔性基板倾斜放入50ml内衬的不锈钢高压釜中，然后倒入mos2前驱体溶液。
88.云母-ito柔性基板的尺寸可以根据需要设置，如可以为2cm*3cm。
89.a3)将上述高压釜置于烘箱中并在200℃下加热10小时。自然冷却过程后，从高压釜中取出云母-ito柔性基板，用去离子水洗涤三次，并用氮气气体干燥处理，得到二维mos2薄膜层；
90.b.磁控溅射制备ceo2薄膜：
91.b1)将水热法制备的mos2放置在磁控溅射设备的靶衬底上。
92.b2)所述预设靶材为：纯度为99.99％的ceo2陶瓷靶；所述预设溅射时间为4分钟；所述预设溅射功率为80w。
93.b3)通过射频溅射，在氩气环境下沉积了70nm厚度的ceo2薄膜。磁控溅射的参数如下：a、基准压强为3.6
×
10-3
pa；b、工作压强为0.83pa；c、溅射温度为40℃；d、气体流速为30sccm；e、溅射能量为120w；f、预溅射时间为4min；g、溅射时间50min。
94.c.磁控溅射顶电极：
95.通过直流溅射，在氩气环境下沉积了40nm厚度的ag顶电极。磁控溅射的参数如下：a、基准压强为4.2
×
10-3
pa；b、工作压强为0.83pa；c、溅射温度为35℃；d、气体流速为30sccm；e、溅射能量为50w；f、预溅射时间为100s；g、溅射时间12min。得了到“云母-ito/mos2/ceo2/ag”结构的柔性人工视觉伤害感受器。
96.实施例5
97.基于实施例1，针对实施例1中的制备方法提供一种具体的实施方式，本实施例中提供一种柔性人工视觉伤害感受器的制备方法，具体步骤如下：
98.a.水热法制备mos2薄膜：
99.a1)在室温下将30毫克钼酸钠和60毫克硫代乙酰胺同时溶于40ml去离子水中，超声至完全溶解，得到混合mos2前驱体溶液备用。
100.a2)将清洁后的云母-ito柔性基板倾斜放入50ml内衬的不锈钢高压釜中，然后倒入mos2前驱体溶液。
101.云母-ito柔性基板的尺寸可以根据需要设置，如可以为2cm*3cm。
102.a3)将上述高压釜置于烘箱中并在200℃下加热11小时。自然冷却过程后，从高压釜中取出云母-ito柔性基板，用去离子水洗涤三次，并用氮气气体干燥处理，得到二维mos2薄膜层；
103.b.磁控溅射制备ceo2薄膜：
104.b1)将水热法制备的mos2放置在磁控溅射设备的靶衬底上。
105.b2)所述预设靶材为：纯度为99.99％的ceo2陶瓷靶；所述预设溅射时间为5分钟；所述预设溅射功率为80w。
106.b3)通过射频溅射，在氩气环境下沉积了70nm厚度的ceo2薄膜。磁控溅射的参数如下：a、基准压强为3.5
×
10-3
pa；b、工作压强为0.83pa；c、溅射温度为20℃；d、气体流速为20sccm；e、溅射能量为120w；f、预溅射时间为5min；g、溅射时间55min。
107.c.磁控溅射顶电极：
108.通过直流溅射，在氩气环境下沉积了40nm厚度的ag顶电极。磁控溅射的参数如下：a、基准压强为4.6
×
10-3
pa；b、工作压强为0.6pa；c、溅射温度为20℃；d、气体流速为20sccm；e、溅射能量为70w；f、预溅射时间为100s；g、溅射时间15min。得了到“云母-ito/mos2/ceo2/ag”结构的柔性人工视觉伤害感受器。
109.上述实施例提供的制备方法利用磁控溅射技术制备高导电、柔性、透明的云母-ito电极和ceo2层。采用水热法制备mos2，使加工成本和加工步骤得到了有效的降低，且mos2具有适当的光带隙和强大的光吸收系数，是高效光电器件的一种潜在的替代光吸收材料。mos2的优点是其二维纳米结构，在电学、光学和缺陷特性方面也有明显的优势。
110.实施例6
111.基于实施例1，本实施例提供一种智能眼镜系统，包括可穿戴眼镜6，以及设置在可穿戴眼镜6上的柔性人工视觉伤害感受器，所述柔性人工视觉伤害感受器采用实施例1所述的柔性人工视觉伤害感受器。
112.可选的，可穿戴眼镜6包括可变色镜片，信号采集单元以及处理器，所述柔性人工视觉伤害感受器、信号采集单元以及处理器依次连接，处理器与可变色镜片连接。处理器被配置根据柔性人工视觉伤害感受器采集的信号输出控制眼镜颜色变换的指令。
113.其中，信号采集单元以及处理器可以设置在可穿戴眼镜6的镜架上的驱动功能区7；视觉伤害感受器设置在可变色镜片的对应设置区域8。
114.具体的，本实施例中信号采集单元为adc模块，即为模拟数字转换器，用于将由人工视觉伤害感受器传感部分检测信号采集并转换。处理器可以采用esp32 mcu。
115.其中，可变色镜片可以为电致变色部件，通过输出不同的电压控制镜片的颜色变化。
116.紫外线光照强度引起的参数变化由人工视觉伤害感受器传感部分转换为电流信号，并转换为除以其阻抗的电压信号，由adc模块收集并由esp32 mcu处理。随后，esp32 mcu可以确定是否应向电致变色部件提供电压，以实现原位变色以保护佩戴者的眼睛。整个过程，包括信号采集、处理、传输、保护，体现了柔性人工视觉伤害感受器与智能眼镜集成系统的完整性和潜在的实用价值。
117.本实施例提出的眼镜系统，将人工视觉伤害感受器和定制智能眼镜系统连接起来进行信号传输，用来实现人眼的保护功能。实时监测紫外线光照强度参数。如果眼睛突然遭受到紫外光的照射，系统可以检测到异常紫外线参数并立刻通过眼镜的颜色变化(变成防紫外线的深蓝色)来保护佩戴者的眼睛，从而避免紫外光照射带来的不可逆伤害。
118.通过高性能柔性人工视觉伤害感受器和定制眼镜集成来实现人工视觉感知神经系统。当在需要紫外光线的运用场所中，例如，微电子行业中需要的紫外光固化，生活中紫外灯消毒等特定场景时，紫外线光照强度引起的参数变化由柔性人工视觉伤害感受器传感部分转换为电流信号，并转换为除以其阻抗的电压信号，由adc收集并由esp32 mcu处理。随后，esp32 mcu可以确定是否应向电致变色部件提供电压，以实现原位变色以保护佩戴者的眼睛，从而避免紫外光照射带来的不可逆伤害。这个过程模仿了人类视觉系统对外界刺激的感知，证明了构建高级电子受体和人造人的可行性。
119.图2为本实施例中基于mos2/ceo2异质结的柔性人工视觉伤害感受器与定制智能
眼镜的系统图示和功能区域的详细视图。将所提出的柔性人工视觉伤害感受器与定制眼镜集成在一起，并利用esp32 mcu的信号采集，构建了一个可穿戴的智能眼镜系统，用于实时监测紫外线光照强度参数。
120.图2显示了整个眼镜系统的运行过程。紫外线光照强度引起的参数变化由人工视觉伤害感受器传感部分转换为电流信号，并转换为除以其阻抗的电压信号，由adc收集并由esp32 mcu处理。随后，esp32 mcu可以确定是否应向电致变色部件提供电压，以实现原位变色以保护佩戴者的眼睛。整个过程，包括信号采集、处理、传输、保护，体现了柔性人工视觉伤害感受器与智能眼镜集成系统的完整性和潜在的实用价值。作为演示，紫外光光强超过人工视觉伤害感受器的光强阈值时则被视为异常信号从而电致变色部分成功地将颜色从透明色变为深蓝色，满足原位保护眼睛的要求。当紫外光线撤掉后，esp32 mcu输入与电致变色部件相反的电位，以将其恢复到初始状态，并继续提供保护眼睛的功能。这种视觉保护可以极大地增强意外情况下对眼睛的可靠保护。
121.为说明效果，对上述制备方法得到的柔性人工视觉伤害感受器进行了测试，如图3-图7所示，其中，基于mos2/ceo2异质结的柔性人工视觉伤害感受器中的实物是可弯曲，具备柔性特征，能够通过两个手指的力量将其弯曲。
122.图3为实施例中基于mos2/ceo2异质结的柔性人工视觉伤害感受器中的横截面sem表征图。其中，ceo2的厚度约为70nm，mos2的厚度约为100nm。
123.图4为本发明实施例中水热法制备的mos2的afm(i、ii)表征图和sem表征图(iii)。从图中可以看出：合成的mos2表面粗糙度数值较小，说明表面比较光滑。
124.图5为本发明实施例中基于mos2/ceo2异质结的柔性人工视觉伤害感受器在365nm紫外光下的痛觉感知“阈值”特性。视觉伤害感受器会将紫外光照强度与其阈值进行比较，并通过导线传输电流信号到电压驱动模块功能区并判断镜片区域是否电致变色，从而实现保护眼睛的行为。其中紫外光照射的阈值大约为0.097mw/cm2。
125.图6为本发明实施例中基于mos2/ceo2异质结的柔性人工视觉伤害感受器的痛觉感知“无适应性”特征。痛觉的另一个特征是“无适应性”，比如像嗅觉、触觉等很容易适应，唯有痛觉并不会因致痛刺激连续作用而减弱，当向器件施加脉冲时，电流的变化对应于对痛觉系统中的外部刺激的响应。在1.290mw/cm2的持续紫外光照下，产生的电流会逐渐保持稳定的值，重复输入相同的脉冲不会改变电流响应的强度，这种现象类似于痛觉感知“无适应性”特征。这对于保护人眼免受重复有害刺激具有重要意义。
126.图7为本发明实施例1中痛觉敏化的参考模型以及当向基于mos2/ceo2异质结的柔性人工视觉伤害感受器提供足够强的刺激时，表现出的“痛觉敏化”和“弛豫”过程。痛觉感受器的触发与刺激强度密切相关，并且用不同参数的光脉冲信号用来模拟生物性疼痛。当向伤害感受器提供足够强的刺激时，伤害感受器将处于受伤状态。受伤后，当阈值降低时，伤害感受器将表现出放大的反应，称为痛觉敏化(pain hypersensitivity)。痛觉敏化又包括异常痛觉和痛觉超敏。异常痛觉(allodynia)是对以正常情况下不应引发痛觉的刺激产生了痛觉感受。痛觉超敏(hyperalgesia)是对正常情况下可引起痛觉刺激产生了增强的痛觉感受，痛觉阈值也会随之降低。为了模拟这两个特征，如图7(a)所示，同时使用两个相同的超阈值的光脉冲，并对器件施加破坏性光强为4.781mw/cm2的光脉冲信号，从而模拟痛觉超敏。可以看出在致敏阶段，痛觉感受器激活的阈值降低，痛觉感受器的反应比正常状态下
更强烈。如图7(b)所示，使用两个相同的低阈值的光脉冲，并对器件施加破坏性光强为1.290mw/cm2的光脉冲引起的电流响应用来模拟异常痛觉。从图7(a、b)可以看出，由于弛豫过程，在破坏性光照后的电流比光照之前的电流显著增加。这是因为后一次阈值刺激引起的电流响应与破坏性光照后仍会表现出持续的电流二者重叠导致的。图7(d)显示了在4.781mw/cm2的破坏性光强照明下，正常和损伤状态下器件的光电流对光照强度的依赖，这种现象类似于图7(c)所示的异常痛觉和痛觉超敏参考模型。
127.以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
128.上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。