Исследователь Стенфордского Университета, Женан Бао, разработала новый эластичный супер тонкий сенсор, работающий на солнечной энергии. Разработка получила название “Super Skin”. Сенсор, имитирующий кожные покровы, настолько чувствителен, что реагирует даже на дуновение ветра!
Высокотехнологичная разработка способна обнаруживать различные химические вещества и органические соединения, а включенные в гибкий электронный материал сенсора полимерные фоточувствительные элементы обеспечивают его электропитание. Потенциал для практического применения изобретения просто огромен: начиная от робототехники и медицины и до бесконечности.
Искусственная кожа работает благодаря лежащим в её основе гибким транзисторам из органических соединений. Эти транзисторы были получены из эластичных полимеров и материалов на основе углерода. В результате искусственная кожа способна растягиваться на треть от своего исходного состояния без какого-либо ущерба для собственной структуры и электропитания.
Подобное достигается за счет того, что ячейки искусственного материала имеют волнистую микроструктуру и растягиваются при натяжении будто аккордеон, жидкий металлический электрод в свою очередь заполняет возникающие при этом пустоты, делая структуру материала однородной.
Для достижения тактильной чувствительности транзисторы имеют тонкий и очень упругий резиновый слой, превращающий их в сеть крошечных перевернутых пирамидок. При нажатии толщина резинового слоя изменяется, изменяя вслед за собой протекающий через транзисторы ток. В зависимости от обеспечиваемого уровня чувствительности, сенсор может содержать от нескольких сотен тысяч до 25 миллионов транзисторов-“пирамидок” на 1 квадратный сантиметр.
Поверхность транзисторов также может быть покрыта каким-либо наноматериалом толщиной в несколько молекул, который позволяет обнаруживать присутствие тех или иных органических соединений. Пока что команда Женан Бао успешно продемонстрировала реализацию этой идеи на примере обнаружения некоторых штаммов ДНК.
Сейчас ученые работают над расширением возможностей технологии с целью обнаружения белков. Это может оказаться весьма полезным для диагностики различных заболеваний, т.к. каждое заболевание имеет, как правило, так называемые биомаркеры - специфические белки, возникающие в организме человека только при наличии у него конкретной болезни.
Несложная настройка транзисторов искусственной кожи, и она позволит обнаруживать наличие химических веществ в газовой или жидкой среде, передавая электронные сигналы в компьютер или даже в мозг человека!
И наконец, ученые нашли способ создания транзисторов для искусственной кожи из биоразлагаемых материалов, что делает разработку не только прорывной в плане технологии, но и экологически безопасной.
Использование солнечной энергии для поддержания сенсорного материала в рабочем состоянии фактически даже упрощает технологию, так как наличие аккумуляторных батарей или необходимость подключения к сети могут создавать неудобства при частом использовании сенсора, тогда как фоточувствительные элементы предоставляют большую мобильность и расширяют спектр применения искусственной кожи, например, для автомобилей, линз, тканей, архитектурных сооружений и человеческого тела.
Только представьте себе, ведь благодаря разработанной Женан Бао технологии искусственной кожи в скором будущем могут появиться роботы, которые одним касанием смогут поставить диагноз больному человеку, или определить, что человек пьян. :)