Ginagaya ng malambot, malambot at malakas na elektronikong balat ang natural na pag-andar ng balat ng tao

Ang mga mananaliksik ng KAUST ay bumuo ng isang matibay na “elektronikong balat” na maaaring gayahin ang natural na mga pag-andar ng balat ng tao, tulad ng pang-amoy ng temperatura at ugnayan. Kredito: © 2020 KAUST

Ang malambot, nababanat, manipis at malakas na electronics ay maaaring mapabilis ang hitsura ng artipisyal na katad.

Upang makolekta ang biological data sa real time, maaari kang gumamit ng isang materyal na gumagaya sa balat ng tao. Ang E-leather o e-leather ay maaaring gampanan ang isang mahalagang papel sa susunod na henerasyon ng prosthetics, personal na gamot, malambot na robot at artipisyal na intelihensiya.

“Perpektong e-balat nang tumpak at sa real time ay gayahin ang maraming natural na pag-andar ng balat ng tao, tulad ng pang-amoy ng temperatura at paghawak,” sabi ng post-KAUST Icheng Tsai. Gayunpaman, upang makagawa ng mga kakayahang umangkop na electronics na maaaring gumanap ng mga maseselang gawain, pagtitiis ng mga hindi pagkakapantay-pantay at pang-araw-araw na buhay, mahirap, at ang bawat materyal na kasangkot ay dapat na maingat na idinisenyo.

Karamihan sa mga elektronikong balat ay ginawa sa pamamagitan ng paglalapat ng isang aktibong nanomaterial (sensor) sa isang nababanat na ibabaw na nakakabit sa balat ng tao. Gayunpaman, ang bono sa pagitan ng mga layer na ito ay madalas na masyadong mahina, na binabawasan ang lakas at pagiging sensitibo ng materyal; Bilang kahalili, kung ito ay masyadong malakas, ang kakayahang umangkop ay nagiging limitado, na ginagawang mas malamang na masira at masira ang kadena.

Ang elektronikong balat ay pinahusay ng hydrogel

Ang matibay na e-leather, na binuo sa KAUST gamit ang isang hydrogel na pinahusay ng mga nanoparticle ng silicon dioxide, ay bumubuo ng isang malakas at nababanat na substrate. Kredito: © 2020 KAUST

“Ang tanawin ng mga katad na electronics ay patuloy na nagbabago sa isang pambihirang rate,” sabi ni Tsai. “Ang pag-usbong ng 2D sensors ay pinabilis ang pagsisikap na isama ang mga atomikong manipis, malakas na mekanikal na materyales sa pag-andar, matibay na artipisyal na mga balat.”

Ang koponan, na pinamunuan ni Tsai at ng kanyang kasamahan na si Jie Shen, ay lumikha ng isang matibay na e-skin na gumagamit ng hydrogel na pinalakas ng nanoparticles ng silicon dioxide bilang isang malakas at nababanat na substrate at 2D titanium carbide MXene bilang isang sensitibong layer na pinagbuklod kasama ang mga wire.

“Ang mga hydrogel ay bumubuo ng higit sa 70 porsyento ng tubig, na ginagawang katugma sa mga tisyu ng balat ng tao,” paliwanag ni Sheng. Pauna nang pag-inat ang hydrogel sa lahat ng direksyon, paglalagay ng isang layer ng mga nanowires, at pagkatapos ay maingat na kontrolin ang paglabas nito, lumikha ang mga mananaliksik ng mga conductive pathway sa sensory layer na nanatiling buo kahit na ang materyal ay nakaunat ng 28 beses mula sa orihinal na laki.

Ang kanilang prototype e-skin ay maaaring makaramdam ng mga bagay sa distansya na 20 sentimetro, tumugon sa mga stimuli na mas mababa sa ikasampu ng isang segundo, at kapag ginamit bilang isang sensor ng presyon ay maaaring makilala ang sulat-kamay na nakasulat dito. Ito ay nagpatuloy na gumana nang maayos pagkatapos ng 5,000 mga pagkilos, na nakakakuha sa halos isang-kapat ng isang segundo sa bawat oras. “Ito ay isang kamangha-manghang tagumpay ng e-balat – upang mapanatili ang lakas pagkatapos ng paulit-ulit na paggamit,” sabi ni Sheng, “na tinutularan ang pagkalastiko at mabilis na paggaling ng balat ng tao.”

Ang uri ng e-balat na ito ay maaaring makontrol ang iba’t ibang mga biological na impormasyon, tulad ng mga pagbabago sa presyon ng dugo na maaaring napansin ng mga panginginig sa mga ugat, paggalaw ng malalaking paa at kasukasuan. Ang data na ito ay maaaring pinagsama-sama at nakaimbak sa cloud sa pamamagitan ng Wi-Fi.

“Ang isa sa mga hadlang sa laganap na paggamit ng mga elektronikong balat ay ang pagpapalawak ng mga sensor na may mataas na resolusyon,” dagdag ng pinuno ng pangkat na si Vincent Tung; “Gayunpaman, ang paggawa ng mga application na batay sa laser ay nag-aalok ng mga bagong pananaw.”

“Nananabik namin ang hinaharap ng teknolohiyang ito sa likod ng biology,” dagdag ni Tsai. “Ang isang nababanat na sensor tape ay maaaring isang araw ay subaybayan ang kalusugan ng istruktura ng mga walang buhay na bagay tulad ng kasangkapan at mga eroplano.”

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ang fluorescent solar corrugated windows ay bumubuo ng enerhiya sa loob at labas

Ang mga inhinyero ng Rice University ay dinisenyo at itinayo ang mga window window na nagre-redirect ng sikat ng araw o ilaw mula sa...

Teen “Tyrants” – Carnivorous Dinosaur Offs spring – Ipaliwanag ang Kakulangan ng Pagkakaiba-iba ng Dinosaur?

Ipinapahiwatig ng bagong pananaliksik ang supling ng maraming mga karnivorous dinosaur, tulad ng Tyrannosaurus rex, na maaari ring hubugin ang kanilang mga komunidad sa...

Hindi Karaniwan na Mga Katutubong Australian Bees na Natagpuan Matapos ang 100 Taon

Ang bagong natuklasan na Pharohylaeus lactiferus (Colletidae: Hylaeinae). Kredito: James Dorey Photography Pagkasira ng mga kagubatan sa ulan, pagbawas ng mga wildfire. Ang isang laganap...

Ang Unang Video ng Daigdig ng Space-Time Crystal

Ang isang pana-panahong pattern ng mga magnon ay nangyayari sa temperatura ng kuwarto. Ang isang pangkat ng mga mananaliksik ay nagtagumpay sa paglikha ng isang...

Ang sinaunang ilog ng Delta ay minsang nagdadala ng likidong tubig sa ibabaw ng Mars

Eberselded Crete Delta: Ang sinaunang istraktura ng sinaunang ilog na Delta ay nagdala ng likidong tubig sa ibabaw ng Mars. Kredito: ESA /...

Newsletter

Subscribe to stay updated.