Onderzoekers van de King Abdullah University of Science and Technology hebben onlangs een flexibele en onmerkbare magnetische huid ontwikkeld die permanente magnetische eigenschappen toevoegt aan alle oppervlakken waarop deze wordt aangebracht. Deze kunsthuid, gepresenteerd in een paper gepubliceerd in Wiley's Geavanceerde materiaaltechnologieën logboek, kan tal van interessante toepassingen hebben. Bijvoorbeeld, het zou de ontwikkeling mogelijk kunnen maken van effectievere instrumenten om mensen met een handicap te helpen, biomedische professionals helpen de vitale functies van hun patiënten te controleren, en de weg vrijmaken voor nieuwe consumententechnologie.

"Kunsthuiden hebben alles te maken met het uitbreiden van onze zintuigen of vermogens, "Adbullah Almansouri, een van de onderzoekers die het onderzoek heeft uitgevoerd, vertelde TechXplore. "Een mooie uitdaging in hun ontwikkeling, echter, is dat ze onmerkbaar en comfortabel moeten zijn om te dragen. Dit is zeer moeilijk betrouwbaar en duurzaam te bereiken, als we rekbare elektronica nodig hebben, batterijen, ondergronden, antennes, sensoren, draden, enz. We hebben besloten om al deze delicate componenten van de huid zelf te verwijderen en ze op een comfortabele locatie in de buurt te plaatsen (d.w.z. binnenkant van een bril of verborgen in een stof)."

De kunstmatige huid, ontwikkeld onder supervisie van Prof. Jürgen Kosel, is magnetisch, dun en zeer flexibel. Wanneer het wordt gedragen door een menselijke gebruiker, het kan gemakkelijk worden gevolgd door een nabijgelegen magnetische sensor. Bijvoorbeeld, als een gebruiker het op zijn ooglid draagt, het zorgt ervoor dat zijn oogbewegingen kunnen worden gevolgd; indien gedragen op vingers, het kan helpen om de fysiologische reacties van een persoon te volgen of zelfs om schakelaars te bedienen zonder ze aan te raken.

"De magnetische huid die we hebben ontwikkeld, is gemaakt van een ultraflexibele, draagbaar magnetisch materiaal, " legde Almansouri uit. "Het unieke voordeel is dat het de noodzaak voor elektronica op de huid zelf elimineert, waardoor de complexiteit die voortkomt uit draden wordt verminderd, on-chip batterijen, antennes, enz. De magnetische huid kan worden gebruikt om relatief geavanceerde toepassingen uit te voeren, zoals het volgen van fysiologische bewegingen (d.w.z. het volgen van de oogbeweging door de magnetische huid op het ooglid te bevestigen) of contactloze gebruikers-machine-interfaces en apparaatbesturing."

De meeste bestaande kunstmatige huiden vereisen extra elektronische componenten en uitgebreide microfabricageprocessen. In tegenstelling tot, de door de onderzoekers ontwikkelde magnetische huid is eenvoudig te monteren, zoals het wordt gemaakt door een elastomeermatrix te mengen met magnetisch poeder en dit mengsel vervolgens bij kamertemperatuur te drogen.

Wanneer dit eenvoudige en effectieve fabricageproces is voltooid, het materiaal is gemagnetiseerd met elektro- of permanente magneten, volgens een specifieke procedure die is afgestemd op de beoogde toepassing. Het systeem wordt dan gefinaliseerd door een eenvoudige, kant-en-klare magnetische sensor.

"Een ander kenmerk van de magnetische huid is dat deze in elke vorm of kleur kan worden vervaardigd, wat betekent dat het kan worden gevormd en gekleurd zoals je favoriete Emoji, het logo van een bedrijf of onderzoeksteam, enzovoort., " voegde Almansouri toe.

De door Almansouri en zijn collega's ontwikkelde kunstmatige huid is lichtgewicht, toch handhaaft het een magnetisatie tot 360 mT. Door het eenvoudige ontwerp en fabricageproces, het elimineert de noodzaak voor elektronica, batterijen en andere componenten.

Omdat er geen bedrading of andere geïntegreerde hardware voor nodig is, het materiaal is zeer eenvoudig te implementeren en te gebruiken. Volgens de onderzoekers is slechts een paar minuten basistraining zou elke gebruiker, zelfs iemand met een basiskennis van de technologie, om zijn/haar eigen kunsthuidproject te starten.

"We hopen dat onze magnetische huid zal helpen om praktische oplossingen te realiseren die de kwaliteit van veel levens kunnen verbeteren, "Zei Almansouri. "Een gebruikersonderzoek dat we hebben uitgevoerd, bevestigde dat de magnetische huid comfortabel kan worden gedragen en dit opent de deur voor delicate metingen zoals de beweging van het oog."

Het biocompatibele en onmerkbare materiaal maakt de ontwikkeling mogelijk van een breed scala aan nuttige en innovatieve hulpmiddelen, zowel voor het bewaken van fysiologische reacties als voor gebarenbediening op afstand. Een van de meest impactvolle implementaties zou zijn als een integratie voor nieuwe technologieën om mensen met een handicap te helpen. Bijvoorbeeld, het combineren van de magnetische huid met smart home-toepassingen zou lichamelijk gehandicapte personen in staat stellen acties uit te voeren (bijv. doe de lichten aan, zet de wasmachine aan, enz.) op afstand.

"Wij geloven dat deze onmerkbare magnetische huid een groot potentieel heeft om de kwaliteit van ons leven te verbeteren, " zei Prof. Kosel. "Bijvoorbeeld, het zou de ontwikkeling mogelijk maken van comfortabele methoden voor het volgen van de slaapkwaliteit en oogbewegingen, die van belang is in slaaplaboratoria of om oogziekten te monitoren, magnetische handen voor virtual reality- en augmented reality-toepassingen, magnetische handschoenen voor contactloos schakelen en aansturen in steriele omgevingen, en om vitale functies te volgen in biomedische toepassingen."

© 2019 Wetenschap X Netwerk