Новый образец искусственной кожи чувствительнее кончика пальца

Исследователи из Университета Граца в Австрии создали искусственную кожу, которая чувствительнее кончика пальца. Образец содержит 2000 датчиков на квадратный миллиметр, и исследователи разработали ее таким образом, чтобы она определяла влажность, температуру и давление точно так же, как кожа человека. Крошечные датчики внутри материала кожи включают ядро из гидрогеля и пьезоэлектрическую оболочку из оксида цинка. Гидрогель расширяется или сжимается в зависимости от температуры, а также при поглощении влаги. Давление также может воздействовать на оболочку из оксида цинка, и эти изменения приводят к электрическому заряду, который лежит в основе сенсорной технологии. Этот материал может стать компонентом передовых протезов, которые позволят пользователям более реалистично воспринимать окружающую среду.

Наша кожа — это чудо чувств, предоставляющее нам информацию о многочисленных параметрах, отражающих нашу окружающую среду, от температуры и влажности до физических раздражителей, при этом защищая наши внутренние ткани. Эту чувствительность трудно воспроизвести в искусственной коже, но если протезы должны обеспечивать большую функциональность для своих пользователей, то такие функции необходимо развивать. Эта новая технология проложила путь. Ключевым моментом является высокая плотность небольших датчиков, которые одновременно предоставляют информацию о температуре, влажности и давлении, и все это вписывается в чрезвычайно тонкую структуру.

Крошечные отдельные датчики состоят из ядра из гидрогеля. Гидрогель может изменять размер и форму в зависимости от влажности, температуры или физических раздражителей. Это оказывает влияние на пьезоэлектрическую оболочку из оксида цинка, окружающую гидрогель, создавая электрический заряд, который предоставляет информацию об измеряемых параметрах.

«Гидрогель может поглощать воду и, таким образом, расширяться при изменении влажности и температуры. При этом он оказывает давление на пьезоэлектрический оксид цинка, который отвечает на это и все другие механические воздействия электрическим сигналом», — сказала Анна Мария Коклайт, одна из ведущих разработчиков новой искусственной кожи.

Созданная электронная кожа может превзойти нашу собственную кожу с точки зрения восприятия мелких объектов. Человеческая кожа может обнаруживать объекты размером примерно 1 квадратный миллиметр, тогда как искусственная кожа, как сообщается, может обнаруживать объекты в тысячу раз меньше.

Искусственная кожа также тоньше нашей собственной. Эпидермис человека имеет толщину примерно 0,03-2 миллиметра. «Первые образцы искусственной кожи имеют толщину шесть микрометров или 0,006 миллиметра. Но она может быть еще тоньше», — сказала Коклайт.