Исследователи считают, что инновационные свойства AISkin могут привести к будущим достижениям в области носимой электроники, средств личной гигиены и робототехники, получившего название «искусственная ионная кожа» (сокращенно AISkin).
«Поскольку это гидрогель, он недорогой и биосовместимый – его можно наносить на кожу без каких-либо токсических эффектов.
Он также очень липкий и не отваливается, поэтому для этого материала есть много возможностей ", – сказал профессор Синью Лю, чья лаборатория занимается новыми областями ионной кожи и мягкой робототехники.
Клей AISkin состоит из двух противоположно заряженных листов растяжимого вещества, известного как гидрогели.
Наложив отрицательные и положительные ионы, исследователи создают на поверхности геля то, что они называют «чувствительным стыком».
Когда AISkin подвергается деформации, влажности или изменениям температуры, он генерирует контролируемые движения ионов через чувствительный переход, которые могут быть измерены как электрические сигналы, такие как напряжение или ток.
«Если вы посмотрите на человеческую кожу, то, как мы ощущаем тепло или давление, наши нервные клетки передают информацию через ионы – на самом деле это не так уж сильно отличается от нашей искусственной кожи», – говорит Лю.
AISkin также уникально прочен и эластичен. «Наша человеческая кожа может растягиваться примерно на 50 процентов, но наша кожа AISkin может растягиваться до 400 процентов своей длины, не ломаясь», – говорит Бинбин Инь, приглашенный кандидат наук из Университета Макгилла, который руководит проектом в лаборатории Лю. Исследователи недавно опубликовали свои выводы в Materials Horizons.
По словам Лю. "Это может сработать для спортсменов, которые хотят измерить строгость своих тренировок, или это может быть носимая сенсорная панель для игр."
Он также может измерять прогресс мышечной реабилитации. «Если бы вы поместили этот материал на перчатку пациента, который, например, восстанавливает свою руку, медицинские работники могли бы отслеживать его движения сгибания пальцев», – говорит Лю.
Другое применение – мягкая робототехника – гибкие боты, полностью сделанные из полимеров.
Примером могут служить мягкие роботизированные захваты, используемые на заводах для работы с деликатными предметами, такими как лампочки или продукты питания.
Исследователи предполагают, что AISkin будет интегрирован в мягких роботов для измерения данных, будь то температура пищи или давление, необходимое для работы с хрупкими объектами.
В течение следующего года лаборатория Лю будет сосредоточена на дальнейшем улучшении своего AISkin, стремясь уменьшить размер сенсоров AISkin за счет микротехнологии. Они также добавят к материалу возможности биочувствительности, позволяющие измерять биомолекулы в жидкостях организма, таких как пот.
«Если мы и дальше продвинем это исследование, это может стать чем-то вроде« умной повязки », – говорит Лю. «Заживление ран требует воздухопроницаемости и баланса влаги – ионная кожа кажется естественным следующим шагом."