Το δέρμα είναι το πιο μεγάλο αισθητηριακό όργανο και την ίδια στιγμή αποτελεί ένα προστατευτικό κάλυμμα για τον άνθρωπο. Μπορεί να αισθανθεί αρκετές αισθητηριακές εισροές την ίδια στιγμή και αναφέρει πληροφορίες σχετικά με την υγρασία, τη θερμοκρασία και την πίεση στον εγκέφαλο. Για την Anna Maria Coclite, ένα υλικό με πολυαισθητηριακές ιδιότητες είναι ένα ένα είδος «ιερού δισκοπότηρου» στην τεχνολογία των έξυπνων τεχνητών υλικών.
Πιο συγκεκριμένα, στη ρομποτική και στην προσθετική θα μπορούσε να ωφελήσει καθώς είναι ένα πιο ακριβές αισθητηριακό σύστημα παρόμοιο με το ανθρώπινο δέρμα. Η νικήτρια της επιχορήγησης του ERC και ερευνήτρια στο Ινστιτούτο Solid State Physics στο TU Graz κατάφερε να αναπτύξει το υβριδικό υλικό τρία σε ένα, το λεγόμενο «έξυπνο δέρμα» χρησιμοποιώντας μια νέα διαδικασία. Τα αποτελέσματα αυτής της νέας καινοτόμας έρευνας δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό Advanced Materials Technologies.
Για σχεδόν έξι χρόνια, η ομάδα της Coclite δούλεψε πάνω στην ανάπτυξη του «έξυπνου δέρματος» στο πλαίσιο του project Smart Core με βάση την επιχορήγηση του ERC. Με περίπου 2.000 ατομικούς αισθητήρες ανα ανά τετραγωνικό χιλιοστό, αυτό το υβριδικό υλικό είναι ακόμα πιο ευαίσθητο από ένα ανθρώπινο δάχτυλο.
Ο κάθε ένας από αυτούς τους αισθητήρες αποτελούνται από έναν μοναδικό σχεδιασμό υλικών: Ένα έξυπνο πολυμερές στη μορφή υδρογέλης, μέσα σε ένα κέλυφος από πιεζοηλεκτρικό οξείδιο του ψευδαργύρου.
Η Coclite εξηγεί ότι η υδρογέλη μπορεί να απορροφήσει νερό και να έτσι να μεγαλώσει ανάλογα με τις συνθήκες υγρασίας και θερμοκρασίας. Όταν συμβαίνει αυτό ασκεί πίεση στο πιεζοηλεκτρικό οξείδιο του ψευδαργύρου, το οποίο ανταποκρίνεται σε αυτό και όλα τα άλλα μηχανικά ερεθίσματα με ηλεκτρικό σήμα. «Τα πρώτα δείγματα τεχνητού δέρματος έχουν πάχος έξι μικρομέτρων, ή 0,006 χιλιοστά. Αλλά θα μπορούσε να είναι ακόμη πιο λεπτό», λέει η Anna Maria Coclite.
Σε σύγκριση με την ανθρώπινη επιδερμίδα είναι πιο παχύ κατά 0,03 έως 2 χιλιοστά. Το ανθρώπινο δέρμα αντιλαμβάνεται τα πράγματα από ένα μέγεθος περίπου ενός τετραγωνικού χιλιοστού και πάνω. Το «έξυπνο δέρμα» έχει ανάλυση που είναι χίλιες φορές μικρότερη και μπορεί να καταγράψει αντικείμενα που είναι πολύ μικρά για το ανθρώπινο δέρμα (όπως μικροοργανισμούς).
Το «έξυπνο δέρμα» θα μπορούσε να βοηθήσει τους επαγγελματίες υγείας γιατί έχει την ικανότητα να ανιχνεύσει μικροοργανισμούς. Μπορεί να δώσει επίσης πληροφορίες για την θερμοκρασία και την υγρασία.
Επίσης, διαθέτει αισθητηριακούς νανοράβδους, που βρίσκονται στον «έξυπνο πυρήνα» του υλικού και παράγονται με τη χρήση μιας διαδικασίας παραγωγής ατμού. Αυτή η διαδικασία είναι ήδη καλά θεμελιωμένη στην παραγωγή των φυτών στα ενσωματωμένα κυκλώματα.
Τώρα η Anna Maria Coclite και η ομάδα της και κυρίως ο Taher Abu Ali φοιτητής που κάνει το διδακτορικό του θέλει να βελτιώσει τον τρόπο με τον οποίο το υλικό αντιδρά στη θερμοκρασία και να βελτιώσει την ευλυγισία του πρόσθετου δέρματος.
Πληροφορίες από το https://www.sciencedaily.com
