Ученые создали электронную кожу
Американские ученые представили электронную кожу – устройство, которое обладает способностью к восстановлению после повреждений. При этом после растворения в этаноле кожа может быть воссоздана заново, сообщает журнал Science Advances. Инженеры полагают, что переработка выгодна в равной степени с экономической и экологической точки зрения.
Устройство имеет вид тонкого полупрозрачного материала, обладающего способностью имитировать функции и свойства биологической кожи. Потенциально с его помощью можно будет не только отслеживать физиологические показатели организма, но и расширять возможности тела. Сегодня разработка накожной электроники в приоритете у многих лабораторий, однако, вся она подлежит лишь частичной переработке. При массовом производстве отходы только увеличатся, что в будущем негативно скажется на экологии.
Чудо-устройство, разработанное группой ученых из Университета Колорадо под руководством Жанань Цзоу, обладает способностью к «заживлению» и может быть полностью утилизировано. Изобретение основано на материале полиимине (polyimine), который получают путем смешения с этанолом диэтилентриамина, терефтальальдегида и трис(2-аминоэтил)амина.
Электронная кожа имеет вид полииминовой подложки, в которую включены сенсоры измерения показателей влажности, температуры, давления. Также датчики содержат частицы серебра для обеспечения их механической прочности и электропроводности.
В случае повреждения устройства для восстановления химических связей между датчиками достаточно нанести полиимин в место разрыва. При температуре 20-30 °С «рана» затянется за полчаса, и всего за 10 минут при нагреве до 80 °С и повышении давления до 8,5 кПа. Если электронные схемы испорчены окончательно, материал можно растворить в этаноле. В результате полимеры расщепятся на мономеры (составные молекулы полимеров) и олигомеры, которые можно использовать для производства новых экземпляров, а наночастицы серебра опустятся на дно.
Кожа обладает достаточной гибкостью, которая позволяет ей совмещаться с изогнутыми поверхностями. Конечно, устройство уступает человеческой коже по эластичности, но может удобно крепиться к любой части тела. И не только человека, но и робота. Во всяком случае, именно о применении изобретения в робототехнике ученые задумываются в первую очередь.
«Представим, вы хотите, чтобы за вашим малышом ухаживал робот», — комментирует Вэй Чжан, доцент кафедры химии и биохимии в Университете Колорадо. — «Электронная кожа может быть встроена в пальцы робота, чтобы машина смогла чувствовать силу давления на тело ребенка. Основная идея заключается в том, чтобы искусственная кожа в точности имитировала функции биологической кожи».
Сегодня концепция накожной электроники становится все более популярной. Ученые уже сумели создать эластичные дисплеи, аккумуляторы и интерфейсы. При этом создание таких устройств существенно упрощается благодаря использованию 3D-принтеров.
ФОТО: Колорадский университет в Боулдере;Comfreak/pixabay
Читайте также:
Поразительной красоты фотография была сделана из Космоса
Космические ядерные реакторы: далекий космос становится ближе