"Искусственная кожа" чувствует давление, температуру и влажность

"Искусственная кожа" чувствует давление, температуру и влажность

04 Jul 2022
99

Наша кожа - это чудо чувствительности, она предоставляет нам информацию о многочисленных параметрах, отражающих окружающую среду, от температуры и влажности до физических раздражителей, и при этом защищает наши внутренние ткани.

Ученые из университета Граца в Австрии создали искусственную кожу, более чувствительную, чем кончик пальца человека. "Кожа" содержит 2 000 датчиков на квадратный миллиметр, и исследователи спроектировали ее таким образом, чтобы она ощущала влажность, температуру и давление, как и человеческая кожа. Крошечные датчики в материале кожи состоят из гидрогелевой основы и пьезоэлектрической оболочки из оксида цинка. Гидрогель расширяется или сжимается в зависимости от температуры, а также когда он поглощает влагу. Давление также может воздействовать на оболочку из оксида цинка, и эти изменения приводят к возникновению электрического заряда, что и составляет основу сенсорной технологии. Этот материал может стать компонентом передовых протезов, которые позволят пользователям более реалистично воспринимать окружающую среду.

Информация о новой разработке была опубликована в журнале Advanced Materials Technologies.

Ключевым моментом новой технологии является высокая плотность маленьких датчиков, которые одновременно предоставляют информацию о температуре, влажности и давлении, и при этом помещаются в чрезвычайно тонкую структуру.

"Гидрогель может поглощать воду и, таким образом, расширяется при изменении влажности и температуры. При этом он оказывает давление на пьезоэлектрический оксид цинка, который реагирует на это и все другие механические воздействия электрическим сигналом", - говорит Анна Мария Коклайт, одна из ведущих создателей новой искусственной "кожи".

Полученная электронная кожа может превзойти нашу собственную кожу в плане обнаружения мелких объектов. Человеческая кожа может обнаруживать объекты размером примерно 1 квадратный миллиметр, в то время как эта искусственная "кожа", как сообщается, может обнаруживать объекты в тысячу раз меньше.

Искусственная кожа также тоньше нашей собственной. Толщина эпидермиса человека составляет примерно 0,03-2 миллиметра. "Первые образцы искусственной кожи имеют толщину шесть микрометров, или 0,006 миллиметра, - сказала Коклайт. - Но она может быть еще тоньше".