science >> Wetenschap >  >> Chemie

Flexibele elektronische huid helpt mens-machine-interacties

Krediet:American Chemical Society

De menselijke huid bevat gevoelige zenuwcellen die druk detecteren, temperatuur en andere sensaties die tactiele interacties met de omgeving mogelijk maken. Om robots en prothetische apparaten te helpen deze vaardigheden te bereiken, wetenschappers proberen elektronische skins te ontwikkelen. Nu rapporteren onderzoekers een nieuwe methode in ACS toegepaste materialen en interfaces dat zorgt voor een ultradunne, rekbare elektronische huid, die kunnen worden gebruikt voor een verscheidenheid aan mens-machine-interacties.

Elektronische huid kan voor veel toepassingen worden gebruikt, inclusief protheses, draagbare gezondheidsmonitors, robotica en virtual reality. Een grote uitdaging is het overbrengen van ultradunne elektrische circuits op complexe 3D-oppervlakken en vervolgens de elektronica voldoende buigzaam en rekbaar te maken om beweging mogelijk te maken. Sommige wetenschappers hebben voor dit doel flexibele "elektronische tatoeages" ontwikkeld, maar hun productie is meestal traag, duur en vereist fabricagemethoden in cleanrooms zoals fotolithografie. Mahmoud Tavakoli, Carmel Majidi en collega's wilden een snelle, eenvoudige en goedkope methode voor het produceren van dunnefilmschakelingen met geïntegreerde micro-elektronica.

Bij de nieuwe aanpak de onderzoekers vormden een circuitsjabloon op een vel transfertattoopapier met een gewone desktoplaserprinter. Vervolgens bedekten ze de sjabloon met zilverpasta, die alleen hechtte aan de afgedrukte tonerinkt. Bovenop de zilverpasta, het team deponeerde een vloeibare metaallegering van gallium-indium die de elektrische geleidbaarheid en flexibiliteit van het circuit verhoogde. Eindelijk, ze voegden externe elektronica toe, zoals microchips, met een geleidende "lijm" gemaakt van verticaal uitgelijnde magnetische deeltjes ingebed in een polyvinylalcoholgel. De onderzoekers brachten de elektronische tatoeage over op verschillende objecten en demonstreerden verschillende toepassingen van de nieuwe methode, zoals het besturen van een robotarm, het monitoren van menselijke skeletspieractiviteit en het opnemen van nabijheidssensoren in een 3D-model van een hand.