science >> Wetenschap >  >> Chemie

Door kwallen geïnspireerde elektronische huid gloeit als hij pijn doet

Een elektronische huid gloeit als er een transparante 'W' op wordt gedrukt, en er wordt een spanning aangelegd (onder). Krediet:de American Chemical Society

Elektronische huidtechnologieën voor protheses en robots kunnen de geringste aanraking of briesje detecteren. Maar vreemd genoeg de sensoren die dit mogelijk maken, reageren niet goed op een schadelijke klap. Nu rapporteren onderzoekers in ACS toegepaste materialen en interfaces de ontwikkeling van een op kwallen geïnspireerde elektronische huid die gloeit wanneer de druk ertegen hoog genoeg is om mogelijk letsel te veroorzaken.

Een elektronische huid die alle biologische huidgevoeligheid kan nabootsen, heeft een groot potentieel om protheses en robotica te transformeren. De huidige technologieën zijn erg gevoelig, maar alleen binnen een smal bereik van zwakke drukken. Onder hoge druk die schade kan veroorzaken, de gevoeligheid van de elektronische skins vervaagt. Om deze tekortkoming aan te pakken, Bin Hu en collega's van de Huazhong University of Science and Technology wendden zich voor inspiratie tot de Atolla-kwal. Deze bioluminescente, diepzeewezens kunnen veranderingen in de omgevingsdruk voelen en flitsen dramatisch wanneer het gevaar detecteert.

Voortbouwend op het idee van een visuele waarschuwing als reactie op een fysieke dreiging, de onderzoekers combineerden elektrische en optische systemen in een nieuwe elektronische huid om zowel lichte als hoge druk te detecteren. Ze hebben twee lagen rekbaar, poly-dimethylsiloxaan, of PDMS, film met zilveren nanodraden. Deze lagen produceren een elektrisch signaal als reactie op lichte druk, zoals die gecreëerd door een briesje of contact met een blad. Tussen de zilveren nanodraadelektroden zit een PDMS-laag ingebed met fosforen. Deze laag treedt in werking en gloeit met toenemende intensiteit naarmate de fysieke kracht toeneemt. De onderzoekers zeggen dat deze benadering het brede scala aan drukken die de menselijke huid kan voelen, beter nabootst.

Krediet:American Chemical Society