Veštačka koža: Naučnici razvijaju novi hibridni materijal

Nedavno razvijena „pametna koža“ je veoma slična ljudskoj koži. Pametna koža ima hiljadu puta manju rezoluciju i može da registruje predmete koji su premali za ljudsku kožu (kao što su mikroorganizmi). Posebno, robotika i pametna protetika bi imali koristi od ovog, bolje integrisanog, preciznog senzorskog sistema.

„Pametna koža“ koju je razvila Ana Marija Koklit veoma je slična ljudskoj koži. Istovremeno oseća pritisak, vlažnost, temperaturu i proizvodi elektronske signale.

Naučnici razvijaju 3 u 1 hibridni materijal za sledeću generaciju pametne, veštačke kože

Koža je najveći čulni organ i istovremeno zaštitni omotač čoveka. Istovremeno „oseća“ nekoliko senzornih ulaznih parametara i prijavljuje informacije o vlažnosti, temperaturi i pritisku u mozgu. Za Anu Mariju Koklit, materijal sa takvim multisenzornim svojstvima je „neka vrsta svetog grala“ u tehnologiji inteligentnih veštačkih materijala. Posebno, robotika i pametna protetika bi imali koristi od bolje integrisanog, preciznijeg senzorskog sistema sličnog ljudskoj koži. Ova naučnica, inače dobitnik ERC granta i istraživač na Institutu za fiziku čvrstog tela na TU Grac, uspela je da razvije tri u jednom hibridni material „pametnu kožu“ za sledeću generaciju veštačke, elektronske kože koristeći novi proces. Rezultat ovog pionirskog istraživanja je objavljen u časopisu Advanced Materials Technologies.

Nežan kao vrh prsta

Skoro šest godina tim istraživača je radio na razvoju pametne kože u okviru ERC projekta Smart Core. Sa 2.000 pojedinačnih senzora po kvadratnom milimetru, hibridni materijal je još osetljiviji od vrha ljudskog prsta. Svaki od ovih senzora se sastoji od jedinstvene kombinacije materijala: pametnog polimera u obliku hidrogela iznutra i školjke od piezoelektričnog cink oksida.

„Hidrogel može da apsorbuje vodu i na taj način se širi pri promenama vlažnosti i temperature. Čineći to, vrši pritisak na piezoelektrični cink oksid, koji na ovaj i sve druge mehaničke naprezanja odgovara električnim signalom. Rezultat je tanak materijal koji istovremeno reaguje na silu, vlagu i temperaturu sa izuzetno visokom prostornom rezolucijom i emituje odgovarajuće elektronske signale. Prvi uzorci veštačke kože tanki su šest mikrometara ili 0,006 milimetara. Ali mogli bi da budu još tanji“, kaže Ana Marija Koklit. Za poređenje, ljudska epiderma je debela od 0,03 do 2 milimetra. Ljudska koža percipira stvari od veličine oko jednog kvadratnog milimetra. Pametna koža ima hiljadu puta manju rezoluciju i može da registruje predmete koji su premali za ljudsku kožu (kao što su mikroorganizmi).

Obrada materijala na nanoskali

Pojedinačni slojevi senzora su veoma tanki i istovremeno opremljeni senzorskim elementima koji pokrivaju celu površinu. Ovo je bilo moguće u svetu kod jedinstvenog procesa za koji su istraživači po prvi put kombinovali tri poznate metode iz fizičke hemije: hemijsko taloženje pare za hidrogel materijal, taloženje atomskog sloja za cink oksid i nanoprint litografiju za polimerni šablon.

Sada se otvara nekoliko polja primene za hibridni materijal nalik koži. U zdravstvu, na primer, senzorski materijal može nezavisno da otkrije mikroorganizme i da ih detektuje. Moguće je zamisliti proteze koje daju korisniku informacije o temperaturi ili vlažnosti, ili robote koji mogu osetljivije da percipiraju svoje okruženje. Svojstva pametne kože sada se još više optimizuju. Ana Marija Koklit i njen tim žele da prošire temperaturni opseg na koji materijal reaguje i poboljšaju fleksibilnost veštačke kože.

Izvor: ScienceDaily

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on email
Email
Share on print
Odštampaj

Ostavite odgovor

Vaša adresa e-pošte neće biti objavljena.

Logo

Newsletter

Možda će Vam se svideti:

Logo

Energija Balkana

Newsletter

Nedeljni pregled vesti

Najava Konferencije

06. jul 2022