Учени са разработили самовъзстановяващи се, гъвкави сензори, които имитират регенериращите способности на човешката кожа. Порязвания или издрасквания по сензорите могат да се "лекуват" сами за по-малко от един ден.
Гъвкавите сензори са били разработени за приложение при персоналните електронни устройства, роботиката, медицински процедури и космическите полети. Възможностите за бъдеща употреба може да включват създаването на "електронна кожа" и протези, които да позволяват на носещите ги да "чувстват" промените в околната среда.
Един от проблемите на съвременните гъвкави сензори обаче е, че те се драскат и се повреждат много лесно, което често нарушава тяхната функционалност. Изследователи от департамента по инженерна химия в Technion - Израелския технологичен институт в Хайфа, които били вдъхновени от регенерационните способности на човешката кожа, са разработили материали, които могат да се интегрират в гъвкави устройства и да им позволяват да се "лекуват" при инцидентни одрасквания или порязвания, които може да нарушат работата на устройствата. Откритието се възползва от нов тип синтетичен полимер, който има самовъзстановяващи се свойства, имитиращи човешката кожа, което означава, че наранявания по изкуствена кожа направена от този материал може да се регенерират за изумително кратко време - по-малко от ден.
Статия описваща характеристиките и възможните употреби на уникалния, регенериращ сензор е била публикувана в последното издание на научното списание Advanced Materials
"Крехкостта на гъвкавите сензори използвани в момемнта налага разработването на такива със самовъзстановяващи се свойства подобни на начина, по който регенерира човешката кожа," разказва един от съавторите при разработката, проф.Хосам Хаик (Hossam Haick). "Съответно, ние разработихме напълно самовъзстановяващо се устройство под формата на гъвкав и разтеглив хемирезистор, при който всяка част може да се възстанови, независимо къде бъде увредено устройството."
Новият сензор се състои от самовъзстановяващ се субстрат, високо-проводими електроди и молекулно-модифицирани златни наночастици. "Златните частици по повърхността на субстрата и между самовъзстановяващите се електроди може да "лекува" поражения, които иначе биха прекъснали електрическото предаване," обяснява проф.Хаик.
След като веднъж се е възстановил, полимерният субстрат на самовъзстановяващия се сензор е демонстрирал чувствителност към летливи органични съединения (VOC) със способност да установи концентрации до десет части на милиард. Той демонстрира също много добра възможност за възстановяване при екстремни температури от -20 до 40 градуса по Целзий. Тези качества, според учените, могат да разширят употребата на самовъзстановяващия се сензор дори в райони на света с екстремни климатични условия. От температури под нулата до екваториална жега, самовъзстановяващия се сензор остава устойчив на средата.
Учените твърдят, че регенериращият се полимер работи най-бързо, когато температурата е между 0 и 10 градуса по Целзий, когато влагата кондензира и след това се абсорбира в субстрата. Кондензацията кара субстрата да увеличи обема си, което позволява на веригите на полимера да се движат свободно, подпомагайки процеса на възстановяване. Учените са установили, че дори след регенерацията, небиологичният хемирезистор продължава да е силно чувствителен на докосване, налягане и деформация.
Друга уникална характеристика е, че устойчивостта на електрода нараства след регенерацията и той може да издържи 20 пъти повече цикли на нарушаване целостта/регенерация отколкото преди регенерацията. Реално, възстановяването прави този сензор дори по-здрав. "Способността за възстановяване на този хемирезистор е толкова висока, че сензорът издържа няколко прерязвания на произволни места," отбелязват учените в своята статия.
Изследователите в момента експериментират с композитни материали (изградени от въглеродни наночастици) и самовъзстановяващи се транзистори.
"Един ден, самовъзтановяващият се сензор може да служи като платформа за биосензори, които измерват различни показатели на човешкото здраве, използвайки електронна кожа," смята един от разработчиците, д-р Тан-Фат Хюнх (Tan-Phat Huynh), също от Technion, чиято работа е фокусирана върху разработването на самовъзстановяваща се електрическа кожа.
Източник: Future Timeline
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари