Fizicienii au dezvoltat un material hibrid multi-senzorial: pielea electronică inteligentă

Într-un nou studiu al cercetătorilor de la Institutul de Fizică din cadrul TU Graz, Anna Maria Coclite, câștigătoare a premiului ERC, a reușit să dezvolte un material hibrid de tip 3-în-1, ce va putea avea aplicații practice în ingineria pielii artificiale. Materialul prezintă 2.000 de senzori individuali pe milimetru pătrat, cercetătorii caracterizându-l drept mai sensibil chiar și decât vârful degetului uman.
Echipa explică faptul că senzorii sunt realizați dintr-o combinație de materiale ce nu au mai fost folosite anterior în cadrul dezvoltării unor astfel de inovații, mai exact un polimer special sub formă de hidrogel ce se află la interior și o carcasă de oxid de zinc piezoelectric la exterior. Conform cercetătoarei, hidrogelul are particularitatea de a absorbi apa, astfel fiind adaptabil la schimbările mediului în care materialul este folosit, din punct de vedere al temperaturii și umidității. De asemenea, prin această capacitate adaptativă, asupra oxidului de zinc se exercită presiuni la care acesta răspunde prin semnale electrice.

Particularitatea materialului pe care cercetătorii austrieci l-au dezvoltat este dimensiunea redusă, acesta prezentând o grosime de 0,006 milimetri, în comparație cu epiderma umană, ale cără valori variază între 0,03 și 2 milimetri. Astfel, spre deosebire de pielea umană, care percepe stimulii de minimum un milimetru pătrat, pielea artificială are capacitatea de înregistrare a stimulilor mult mai mici, precum microorganismele.

Tehnologia prin care a fost obținut materialul a presupus reacții chimice de depunere în vapori pentru hidrogel, depunere în strat atomic pentru oxidul de zinc și litografie cu nanoprintare pentru șablonul polimeric. Datorită descoperirii cercetătorilor de la TU Graz, se deschid noi căi în domeniul sănătății pentru obținerea capacității de identificare și raportare prin intermediul pielii artificiale a microorganismelor care se găsesc la nivelul acesteia, sau a unor informații referitoare la temperatura și umiditatea mediului ambiental. De asemenea, avantajul major al tegumentului electric creat de aceștia este reprezentat de faptul că produsul este realizat printr-un un proces de fabricație pe bază de aburi, ceea ce îi oferă superioritate față de circuitele integrate, tehnologia fiind ușor scalabilă și implementată în liniile de producție deja existente.

Autorii concluzionează evidențiind dorința de a extinde intervalele de temperatură pe care pielea artificială le poate detecta, precum și cea de a îmbunătăți elasticitatea aceștia.

sursa: Science Daily
foto: Lunghammer - TU Graz