3D štampana elektronska koža daje nove mogućnosti za interakciju čoveka i mašine

Pomoću hidrogelova napravljenih nanoinženjeringom, koji imaju podesive elektronske i termalne biosenzorske kapacitete, istraživali sa Teksaskog AM Univerziteta razvili su 3D štampanu elektronsku kožu (e-kožu) koja može da se savija, rasteže i da oseća poput ljudske kože, piše TechXplore.

„Mogućnost replikacije osećaja dodira i njegove integracije u različite tehnologije otvara nove puteve za interakciju između ljudi i mašina i unapređena senzorna iskustva“, kažu istraživači. „To može potpuno promeniti industrije i poboljšati kvalitet života osoba sa invaliditetom“.

Buduće upotrebe e-kože su mnogobrojne, uključujući nosive medicinske uređaje koji kontinuirano prate vitalne signale poput kretanja, temperature, otkucaja srca i krvog pritiska, obaveštavajući korisnike i pomažući im da poprave svoje motorne veštine i koordinaciju.

Inspiracija za kreiranje e-kože je u želji za boljim i raznovrsnijim povezivanjem tehnologije, ljudskog tela i životne sredine. Najuzbudljiviji aspekt ovog istraživanja su potencijalne primene u robotici, protetici, nosivoj tehnologiji, sportu i fitnesu, betbednosnim sistemima i uređajima za zabavu, kažu istraživači.

Stvaranje e-kože uključuje izazove u pogledu razvoja izdržljivih materijala koji mogu istovremeno imitirati fleksibilnost ljudske kože, imati bioelektrične senzorne kapacitete i koristiti tehnike izrade pogodne za nosive ili implantabilne uređaje.

U prošlosti je krutost ovih sistema bila prevelika za tkiva našeg tela, sprečavajući prenos signala i stvarajući mehanički nesklad u biotičko-abiotičkoj vezi.

Strategija „trostrukog umrežavanja“ u sistemu na bazi hidrogela omogućila je prevazilaženje jednog od ključnih ograničenja na polju fleksibilne bioelektronike.

Upotreba hidrogelova napravljenih nanoinženjeringom rešava neke od problema u razvoju e-kože tokom 3D štampe zbog sposobnosti hidrogelova da smanje viskoznost pod pritiskom tokom kreiranja e-kože, omogućavajući lakšu manipulaciju. To svojstvo olakšava konstrukciju složenih 2D i 3D elektronskih struktura.

Istraživači su takođe iskoristili „atomski defekt“ u nanosklopovima molibden-disulfida, materijala sa nesavršenostima u svojoj atomskoj strukturi koje omogućavaju visoku električnu provodnost, i nanočestice polidopamina kako bi e-koža prianjala uz vlažno tkivo.

„Ove specijalno dizajnirane nanočestice molibden-disulfida delovale su kao mreža za formiranje hidrogela i obezbedile su električnu i termalnu provodnost“, kažu istraživači. „Adhezija za vlažna tkiva je naročito važna za potencijalne zdravstvene primene kad e-koža treba da se prilagodi i prilepi uz dinamične, vlažne biološke površine“.

(Telegraf Nauka/TechXplore)