Berta Sándor
Minden eddiginél érzékenyebb mesterséges bőrt gyártottak
Méri a nyomást, nedvességet és a hőmérsékletet, és ezekből elektronikus jeleket állít elő. Mindez jobb protéziseket és érzékenyebb robotokat jelent.
A bőr az ember legnagyobb méretű érzékszerve és egyben védőköpenye. Egy ilyen multiszenzoros tulajdonságokkal rendelkező anyag egyfajta "szent grál" az intelligens mesterséges anyagtechnológiában. Rengeteg különböző dolgot érzékelünk a bőrünkön keresztül, de a fájdalomküszöb csak egy bizonyos ponton kapcsol be, például ha egy túlzottan forró vagy éles tárgyat érintünk meg. Különösen a robotikában és az intelligens protézisek számára hasznosak az emberi bőrhöz hasonló, jobban integrált, precízebb érzékelők.
A Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) munkatársai 2020-ban egy olyan mesterséges bőrt alkottak meg, amely valósághűen képes átadni mind az érintéseket, mind a fájdalmat. Most Anna Maria Coclite, a Grazi Műszaki Egyetem fizikusa és munkatársai kifejlesztették a Smartskin nevű mesterséges bőrt, amely egymással párhuzamosan érzékeli a nyomást, a nedvességet és a hőmérsékletet, s ráadásul elektromos jeleket állít elő. A Smartskinnek köszönhetően lehetővé válik az érzékenyebb robotok vagy az intelligensebb protézisek megalkotása.
Anna Maria Coclite és csapata a SmartCore nevű projekt keretében közel hat éven át dolgozott a Smartskin létrehozásán. A kifejlesztett hibrid anyagba négyzetmilliméterenként 2000 szenzort integráltak, így azok érzékenyebbé váltak az emberi ujjbegyeknél is. Mindegyik szenzor egyedi anyagötvözetből készült: a belső rész egy intelligens polimer hidrogél formájában, míg a külső réteg egy piezoelektromos cink-oxid. Coclite hangsúlyozta, hogy a hidrogél abszorbálni tudja a vizet és ennek hatására a nedvesség- és a hőmérséklet-változások esetén kitágul. A folyamat során nyomást gyakorol a piezoelektromos cink-oxidra, amely erre és minden más mechanikus terhelésre elektromos jellel reagál. Az eredmény egy mindössze hat mikrométer vékony anyag, de elvileg akár vékonyabb anyagot is létre lehet hozni.
A Smartskin felhasználható az egészségügyben önállóan a mikroorganizmusok felismerésére és jelzésére, a viselőknek a hőmérsékletről és a nedvességtartalomról tájékoztatást nyújtó protézisek készítésére, vagy érzékenyebb robotok megalkotására. A megoldás a jelenlegi gyártási folyamatokba könnyen beilleszthető. A szakemberek tovább optimalizálják a mesterséges bőrt, ki akarják bővíteni azt a hőmérséklet-tartományt, amelyre az anyag reagál és javítani akarnak a bőr rugalmasságán.
A bőr az ember legnagyobb méretű érzékszerve és egyben védőköpenye. Egy ilyen multiszenzoros tulajdonságokkal rendelkező anyag egyfajta "szent grál" az intelligens mesterséges anyagtechnológiában. Rengeteg különböző dolgot érzékelünk a bőrünkön keresztül, de a fájdalomküszöb csak egy bizonyos ponton kapcsol be, például ha egy túlzottan forró vagy éles tárgyat érintünk meg. Különösen a robotikában és az intelligens protézisek számára hasznosak az emberi bőrhöz hasonló, jobban integrált, precízebb érzékelők.
A Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) munkatársai 2020-ban egy olyan mesterséges bőrt alkottak meg, amely valósághűen képes átadni mind az érintéseket, mind a fájdalmat. Most Anna Maria Coclite, a Grazi Műszaki Egyetem fizikusa és munkatársai kifejlesztették a Smartskin nevű mesterséges bőrt, amely egymással párhuzamosan érzékeli a nyomást, a nedvességet és a hőmérsékletet, s ráadásul elektromos jeleket állít elő. A Smartskinnek köszönhetően lehetővé válik az érzékenyebb robotok vagy az intelligensebb protézisek megalkotása.
Anna Maria Coclite és csapata a SmartCore nevű projekt keretében közel hat éven át dolgozott a Smartskin létrehozásán. A kifejlesztett hibrid anyagba négyzetmilliméterenként 2000 szenzort integráltak, így azok érzékenyebbé váltak az emberi ujjbegyeknél is. Mindegyik szenzor egyedi anyagötvözetből készült: a belső rész egy intelligens polimer hidrogél formájában, míg a külső réteg egy piezoelektromos cink-oxid. Coclite hangsúlyozta, hogy a hidrogél abszorbálni tudja a vizet és ennek hatására a nedvesség- és a hőmérséklet-változások esetén kitágul. A folyamat során nyomást gyakorol a piezoelektromos cink-oxidra, amely erre és minden más mechanikus terhelésre elektromos jellel reagál. Az eredmény egy mindössze hat mikrométer vékony anyag, de elvileg akár vékonyabb anyagot is létre lehet hozni.
A Smartskin felhasználható az egészségügyben önállóan a mikroorganizmusok felismerésére és jelzésére, a viselőknek a hőmérsékletről és a nedvességtartalomról tájékoztatást nyújtó protézisek készítésére, vagy érzékenyebb robotok megalkotására. A megoldás a jelenlegi gyártási folyamatokba könnyen beilleszthető. A szakemberek tovább optimalizálják a mesterséges bőrt, ki akarják bővíteni azt a hőmérséklet-tartományt, amelyre az anyag reagál és javítani akarnak a bőr rugalmasságán.