Умная кожа. Ученые создали кожный покров, который умеет чувствовать
Ионная кожа работает по такому же принципу, как и настоящая человеческая кожа.
Новая “умная” кожа состоит из биосовместимых гибких гидрогелей, где используются ионы для переноса электрического заряда. В отличие от другой “умной” кожи, сделанной из пластика и металлов, гидрогели обладают такой же мягкостью, как и человеческая кожа. Это дает более приятные ощущения в использовании протезов или прикосновениях к роботам.
“Гидрогелевые датчики работают следующим образом: они производят напряжение и токи в ответ на такие раздражители, как давление или прикосновение, то что мы называем пьезоионным эффектом. Но до сих пор мы не могли точно сказать, как создаются эти напряжения”, – говорит ведущий автор исследования Юта Добаши.
Для того, чтобы разобраться в сути вопроса, Добаши создал гидрогелевые сенсоры, которая содержали соли с положительными и отрицательными ионами разного размера. Он и команда сотрудников университета применили магнитные поля, чтобы отследить, как двигаются ионы, когда на датчик оказывают давление.
“Когда на гель оказывают давление, оно распределяет ионы в жидкости с разной скоростью, создавая электрический сигнал. Положительно заряженные ионы, которые обычно имеют меньший размер, движутся быстрее, чем крупные отрицательно заряженные ионы. Таким образом ионы распределяются неравномерно, что создает электрическое поле, которое в свою очередь, обеспечивает работу пьезоионного датчика”, – объясняет автор исследования.
По его словам, ионизированной кожей могут оснащаться протезы рук. Кожа будет способна воспринимать объекты через прикосновение, передавать информацию через нервы в мозг, который будет активировать моторы в протезе, необходимые для удержания того или иного предмета.
Также мягкий гидрогель можно использовать для создания датчиков, отслеживающих жизненные показатели пациентов. Подобные устройства будут почти незаметны и неощутимы на коже.
