https://bodybydarwin.com
Slider Image

Syntetisk, selvhelende hud, der er følsom over for berøring

2021

"copyright": "© 2012 Stanford University Fotografier leveret af Stanford University News Service skal bruges - med passende kredit - kun til redaktionelle formål. Flytning, ændring eller på anden måde pyntet på disse fotos på enhver måde, der ændrer fotografiets redaktionelle indhold er Medmindre andet er angivet, bedes du kreditere Stanford University News Service.

Inden vi kan konstruere de realistiske humanoide robotter, der udfylder vores mest livlige sci-fi-drevne drømme, er der en masse menneskelige systemer, som forskere skal efterligne syntetisk. Ikke det mindst udfordrende er menneskets hud; fyldt med nerveender og i stand til at helbrede sig over tid, fungerer vores hud som både et massivt sensorisk system og en barriere mellem vores indre og omverdenen. Nu har et tværfagligt team af forskere fra Stanford skabt det første syntetiske materiale, der både er selvhelende ved stuetemperatur og følsomt over for berøring - et gennembrud, der kan være begyndelsen på en ny type robotskind (og i mellemtiden nyde meget mere praktiske applikationer som forbedret protetik).

Stanford-materialet er langt fra den første selvhelende plast eller polymer, men det nyder nogle fordele, der adskiller det. For det første kræver mange selvhelbredende materialer en eller anden form for katalysator eller særlig tilstand for at heles op, ting som eksponering for høj temperatur eller visse lysspektrum. Andre kan heles ved stuetemperatur, men de kan generelt kun gøre det én gang - helingshandlingen ændrer deres kemiske struktur, så de ikke kan gøre det en anden gang, meget mindre en tredjedel eller fjerde.

Så hvis en analog til hud er det, du virkelig leder efter, er der problemet med berøringsfølsomhed. De fleste plastmaterialer, polymerer og sådan - de primære materialer, der bruges i selvhelbredende forskning - er fantastiske isolatorer. Men for at sætte et materiale med en følelse af berøring - og gøre det interface med et større digitalt system - vil du virkelig have noget ledende. Det er her Stanford-teamet virkelig har brudt nyt grund. Dets materiale kan reparere udskæringer eller rifter i sig selv ved stuetemperatur flere gange, og det er ledende.

Hvordan trak forskerne det af? De startede med en plast bestående af molekylkæder forbundet med enkle brintbindinger. Dette giver den selvhelende evne, da båndene let kan bruges, men også let rekonstitueres ved blot at bringe de ødelagte kæder tilbage i kontakt med hinanden. I laboratoriet skar forskerne et stykke af materialet fuldstændigt og skabte to separate halvdele. Efter at have presset den afskårne kant tilbage sammen i bare et par sekunder, var tre fjerdedele af dens tidligere styrke blevet gendannet. Inden for en halv time vendte det tilbage til næsten 100 procent styrke. Efter 50 sådanne forsøg helede materialet stadig pænt.

For at opnå konduktivitet fordelte forskerne nikkelpartikler i deres plast. Disse nikkelpartikler øger ikke kun materialets mekaniske styrke, men tjener også som et middel til at elektroner bevæger sig gennem materialet ved at hoppe fra en partikel til den næste og skabe en elektrisk strøm. Bøjning, bøjning eller på anden måde vridning af materialet ændrer afstanden mellem nikkelpartiklerne og ændrer materialets modstand mod strømmen. Denne elektriske modstand kan måles for at bestemme hudens form og ethvert tryk, der udøves på det.

Det er let at forestille sig, at noget som dette integreres i fremtidige proteser for at hjælpe med at genskabe en følelse af berøring til dem, der mangler et lem. Mere øjeblikkeligt kunne et sådant materiale bruges til at omslutte anden elektronik for at give dem en selvhelende kapacitet. Resultaterne blev offentliggjort i 11. november-udgaven af ​​tidsskriftet Nature Nanotechnology .

Den hurtigste måde at optø en frossen kalkun - eller anden mad

Den hurtigste måde at optø en frossen kalkun - eller anden mad

Sjove aktiviteter til din næste ferie til Mercury

Sjove aktiviteter til din næste ferie til Mercury

Denne sommerfugls gennemsigtige vinger kunne en dag redde folks vision

Denne sommerfugls gennemsigtige vinger kunne en dag redde folks vision