science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Kunsthuid kan bovenmenselijke waarneming geven

Een nieuw type sensor zou kunnen leiden tot een kunstmatige huid die op een dag de slachtoffers van brandwonden helpt te 'voelen' en de rest van ons beschermt, Onderzoekers van de Universiteit van Connecticut suggereren in een aanstaande paper in Geavanceerde materialen .

Het vermogen van onze huid om druk waar te nemen, warmte, koude en trillingen is een kritieke veiligheidsfunctie die de meeste mensen als vanzelfsprekend beschouwen. Maar slachtoffers van brandwonden, die met prothetische ledematen, en anderen die om de een of andere reden de gevoeligheid van de huid hebben verloren, kan het niet als vanzelfsprekend beschouwen, en verwonden zichzelf vaak onbedoeld.

Chemici Islam Mosa van UConn, en James Rusling van UConn en UConn Health, samen met de ingenieur Abdelsalam Ahmed van de Universiteit van Toronto, wilde een sensor maken die de voelende eigenschappen van de huid kan nabootsen. Zo'n sensor zou druk moeten kunnen detecteren, temperatuur en trillingen. Maar misschien kan het ook andere dingen doen, dachten de onderzoekers.

"Het zou heel cool zijn als het eigenschappen had die de menselijke huid niet heeft; het vermogen om magnetische velden te detecteren, geluidsgolven, en abnormaal gedrag, ' zei Mosa.

Mosa en zijn collega's creëerden zo'n sensor met een siliconenbuisje gewikkeld in een koperdraad en gevuld met een speciale vloeistof gemaakt van kleine deeltjes ijzeroxide van slechts een miljardste van een meter lang, nanodeeltjes genoemd. De nanodeeltjes wrijven langs de binnenkant van de siliconenbuis en creëren een elektrische stroom. De koperdraad rond de siliconenbuis pikt de stroom op als signaal. Wanneer deze buis wordt gestoten door iets dat onder druk staat, de nanodeeltjes bewegen en het elektrische signaal verandert. Geluidsgolven creëren ook golven in de vloeistof van nanodeeltjes, en het elektrische signaal verandert op een andere manier dan wanneer er tegen de buis wordt gestoten.

De onderzoekers ontdekten dat magnetische velden ook het signaal veranderen, op een manier die verschilt van druk- of geluidsgolven. Zelfs een persoon die rondloopt terwijl hij de sensor draagt, verandert de elektrische stroom, en het team ontdekte dat ze onderscheid konden maken tussen de elektrische signalen veroorzaakt door lopen, rennen, springen, en zwemmen.

Metal skin klinkt misschien als een superheldenkracht, maar deze huid zou de drager Colossus van de X-men niet maken. Liever, Mosa en zijn collega's hopen dat het kan helpen slachtoffers van brandwonden weer te "voelen", en misschien fungeren als een vroege waarschuwing voor werknemers die worden blootgesteld aan gevaarlijk hoge magnetische velden. Doordat de rubberen buitenkant volledig afgedicht en waterdicht is, het kan ook dienen als een draagbare monitor om ouders te waarschuwen als hun kind in diep water in een zwembad valt, bijvoorbeeld.

"De inspiratie was om iets duurzaams te maken dat heel lang meegaat, en kan meerdere gevaren detecteren, " zegt Mosa. Het team moet de sensor nog testen op zijn reactie op hitte en kou, maar ze vermoeden dat het ook voor die mensen zal werken. De volgende stap is om de sensor in een platte configuratie te maken, meer als huid, en kijken of het nog werkt.