Cercetătorii au creat o piele electronică asemănătoare cu cea de crocodil

O piele electronică cu simțuri multiple este esențială pentru diverse domenii, cum ar fi reabilitarea, îngrijirea medicală, membrele protetice și robotică.

Una dintre componentele cheie ale acestei tehnologii sunt senzorii de presiune extensibili, care pot detecta diferite tipuri de atingere și presiune. Recent, o echipă comună de cercetători de la POSTECH și de la Universitatea din Ulsan (Coreea de Sud) a creat cu succes senzori de presiune extensibili omnidirecțional, inspirați de pielea de crocodil.

Echipa a fost condusă de profesorul Kilwon Cho, dr. Giwon Lee și dr. Jonghyun Son, de la Departamentul de Inginerie Chimică al POSTECH, împreună cu o echipă condusă de profesorul Seung Goo Lee, de la Departamentul de Chimie al Universității din Ulsan.

Din ce a fost inspirat senzorul pentru piele electronică?

Ei s-au inspirat din organul senzorial unic al pielii de crocodil și au dezvoltat senzori de presiune cu microdomuri și suprafețe încrețite. Rezultatul a fost un senzor de presiune extensibil omnidirecțional.

Crocodilii, prădători formidabili care își petrec cea mai mare parte a timpului scufundați în apă, posedă o capacitate remarcabilă de a simți valurile mici și de a detecta direcția prăzii. Această abilitate este posibilă datorită unui organ senzorial incredibil de sofisticat și de sensibil situat pe pielea lor.

Organul este compus din umflături senzoriale emisferice care sunt aranjate într-un model repetat, cu „balamale” încrețite dispuse între ele. Atunci când crocodilul își mișcă corpul, balamalele se deformează, în timp ce partea senzorială rămâne neafectată de deformațiile mecanice, permițându-i crocodilului să mențină un nivel excepțional de sensibilitate la stimuli externi în timp ce înoată sau vânează sub apă.

Echipa de cercetare a imitat cu succes structura și funcția organului senzorial al crocodilului pentru a dezvolta această piele electronică.

Ce capabilități are noul senzor?

Prin inventarea unui polimer elastomeric emisferic cu riduri delicate care conțin nanofire lungi sau scurte, ei au creat un dispozitiv care depășește senzorii de presiune disponibili în prezent. În timp ce alți senzori își pierd sensibilitatea atunci când sunt supuși la deformații mecanice, acest nou senzor își menține sensibilitatea chiar și atunci când este întins în una sau două direcții diferite, scrie Eurek Alert.

Datorită structurii fine și ridate de pe suprafața sa, senzorul poate menține o sensibilitate ridicată la presiune chiar și atunci când este supus unei deformări semnificative. Atunci când se aplică o forță mecanică externă, structura încrețită se întinde, reducând stresul asupra zonei emisferice care este responsabilă pentru detectarea presiunii aplicate.

Această reducere a tensiunii îi permite senzorului să-și păstreze sensibilitatea la presiune chiar și în cazul deformărilor. Ca rezultat, noul senzor prezintă o sensibilitate excepțională la presiune, chiar și atunci când este întins până la 100% într-o direcție și cu câte 50% în două direcții diferite.

Un progres pentru robotică

Echipa de cercetare a dezvoltat un senzor de presiune extensibil potrivit pentru o gamă largă de dispozitive purtabile cu aplicații diverse. Pentru a-i evalua performanța, cercetătorii au montat senzorul pe un crocodil de plastic și l-au scufundat în apă. Interesant este că senzorul montat a fost capabil să detecteze mici valuri de apă, reproducând cu succes capacitățile de detectare ale organului senzorial al unui crocodil real.

„Acesta este un senzor de presiune care poate fi purtat, care detectează eficient presiunea chiar și atunci când este supus unei solicitări de tracțiune. Ar putea fi folosit pentru diverse aplicații, cum ar fi senzorii de presiune ai protezelor, piele electronică pentru robotica moale, VR, AR și interfețe om-mașină”, a explicat profesorul Cho, care a condus echipa.

Studiul a fost publicat în revista Small.

Vă recomandăm să citiți și:

Cercetătorii chinezi au folosit celule stem pentru a crea șoareci cu coarne de cerb

O bioimprimantă 3D va printa meniscuri umane pe Stația Spațială Internațională

ARTEMIS, cel mai rapid robot umanoid din lume, se pregătește de RoboCup

Smartphone-ul transformat în microscop, alternativa accesibilă pentru elevi