Искусственная кожа позволит ощутить прикосновение, влажность и температуру

С помощью крошечных золотых частичек и соединительных молекул ученые из Технион – Израильского технологического института создали новый гибкий датчик, который однажды может быть установлен в искусственной электронной коже. Если ученые научатся покрывать такой кожей протезы, то люди, пережившие ампутацию, смогут вновь чувствовать с помощью новых конечностей.

Особенность датчика заключается в том, что он способен одновременно фиксировать три вида данных. В то время как современные разработки в области электронной кожи позволяют почувствовать лишь прикосновение, изобретение израильских ученых дает возможность ощутить, помимо прикосновения, влажность и температуру. Кроме того, новые датчики в 10 раз чувствительнее к прикосновению.

Исследователей давно интересуют гибкие датчики, однако их практическое использование пока проблематично. Во-первых, их нужно сделать совместимыми с современными аккумуляторами. Во-вторых, они должны осуществлять более одного измерения за раз. Кроме того, датчики должны быть дешевыми и относительно простыми.

Израильским инженерам удалось добиться всего этого благодаря использованию наночастиц диаметром 5-8 нанометров из золота, покрытых монослоем соединительных молекул – лигандов. «Представьте покрытые монослоем частицы в виде цветов. Тогда золотые или металлические наночастицы будут серединой цветка, а лиганды – его лепестками», – объясняет профессор Хоссам Хаик, возглавляющий исследовательскую группу.

Выяснилось, что, если

выложить наночастицы на субстрат (в данном случае, гибкий полиэтилентерефталат, или всем известный PET, из которого делают пластиковые бутылки), то получающееся в результате вещество по-разному проводит ток в зависимости от того, как изогнут субстрат. Благодаря сгибанию некоторые частички сближаются, в результате чего растет сопротивление. Это свойство позволяет датчику фиксировать широкий диапазон давлений – от десятых долей миллиграмма до десятых долей грамма. Датчик при этом очень стабилен и может крепиться к поверхности любой формы, оставаясь стабильным.

Меняя толщину субстрата и его материал, исследователи могут модифицировать чувствительность датчика. С учетом гибкости «настроек», в будущем такие датчики могут выполнять ряд различных функций, включая мониторинг состояния мостов и двигателей.