Американские ученые создали гибкую «электронную» кожу

Инженеры создали гибкую «электронную» кожу. Изобретение представляет собой тонкий материал, который может имитировать функции и механические свойства кожи человека. С одной стороны, он может быть использован для отслеживания физиологических показателей организма, а с другой — для расширения возможностей нашего тела.

Об этом ученые сообщили в журнале Science Advances.

Инженеры из Университета Колорадо под руководством Чжанань Цзо (Zhanan Zou) разработали электронную кожу, которую можно как «лечить», так и полностью утилизировать. В основе изобретения лежит материал под названием полиимин (polyimine), изготовленный из смеси терефтальальдегида, диэтилентриамина и трис (2-аминоэтил) амина с этанолом. Он использовался при создании подложки и датчиков, измеряющих давление, температуру, влажность и расход воздуха.

Кроме того, в сенсорах также присутствуют вкрапления из наночастиц серебра, которые обеспечивают электропроводность и дополнительную механическую прочность. 

Если слой «электронной кожи» повредить, ее можно растворить в специальной жидкости и сделать новый кусок такого же материла, пригодного к использованию.

При небольшом разрыве «электронной» кожи на место повреждения нужно нанести полиимин, а затем немного подождать. При комнатной температуре «лечение» займет полчаса, а при нагреве до 80 градусов Цельсия (при давлении 8,5 килопаскалей) —  всего 10 минут. После этого химические связи между двумя сторонами восстановятся, и сенсор продолжит работу в обычном режиме. Если «рана» оказалась слишком серьезной, и электронная кожа не подлежит восстановлению, ее можно растворить в специальном растворе. В результате частицы серебра осядут на дно, а полимеры превратятся в олигомеры и мономеры, из которых можно будет изготовить новое устройство.

«Электронная» кожа достаточно гибкая и ее можно легко носить на руке. Тем не менее, в отличие от настоящей кожи она менее эластичная. Кроме того, сейчас Цзо и его коллеги работают над тем, чтобы в будущем сделать устройство более масштабируемым — тогда его будет легче использовать в робототехнике и медицине.

 

«Скажем, вы бы хотели, чтобы робот мог заботиться о вашем ребенке. В этом случае вы встраиваете электронную кожу в пальцы робота, которые будут ощущать давление тела малыша. Идея состоит в том, чтобы попытаться имитировать биологическую кожу с помощью «электронной» кожи, которая имеет аналогичные функции», — высказался Цзо.

Известно, что сегодня многие лаборатории занимаются созданием накожной электроники, но после выхода из строя эта электроника не подлежит переработке.  В будущем это может привести к увеличению отходов и негативно сказаться на экологии.