Команда Института физики твердого тела Технического института Граца разработала «умную кожу» (Smartskin), которая очень похожа на человеческую и одновременно воспринимает давление, влажность и температуру с высоким пространственным разрешением, а также способна генерировать соответствующие электронные сигналы. Эта работа может указать путь к более чувствительным роботам или более интеллектуальным протезам.
Команде разработчиков удалось использовать новый процесс для разработки Smartskin из гибридного материала «три в одном», который состоит из отдельных датчиков с плотностью распределения две тысячи штук на квадратный миллиметр. Такое количество сенсоров делает новый материал очень чувствительным. Каждый из датчиков состоит из уникального сочетания материалов: умного полимера в виде гидрогеля внутри и оболочки из пьезоэлектрического оксида цинка. Гидрогель может поглощать воду и, таким образом, расширяться при изменении влажности и температуры. При этом он оказывает давление на пьезоэлектрический оксид цинка, который отвечает на этот и другие механические нагрузки электрическим сигналом.
Первые образцы искусственной кожи – очень тонкий материал, который имеет толщину шесть микрометров, или 0,006 миллиметра и намного чувствительнее человеческой кожи, может регистрировать объекты, которые слишком малы для человеческой кожи (например, микроорганизмы).
По словам исследовательской группы, в настоящее время открывается несколько областей применения этого гибридного материала. В здравоохранении сенсорный материал может самостоятельно обнаруживать микроорганизмы и сообщать о них соответствующим образом. В робототехнике – устройства, снабженные интеллектуальной кожей, могут более чутко воспринимать окружающую среду. При использовании в протезах, Smartskin может дать владельцу информацию о температуре, влажности или ощущения от вещей.
Важным преимуществом проекта является его масштабируемость: сенсорные наностяжки – «умное ядро» материала – производятся с использованием производственного процесса на основе пара. Этот процесс уже хорошо отработан, что означает, что производство умной кожи может быть легко реализовано на существующих производственных линиях. Сейчас команда исследователей работает над расширением диапазона температур, на которые реагирует материал и улучшением гибкости искусственной кожи.
