Domů     Technika
Na první pohled nerozeznatelné od pravé kůže
Pavel Polcar 20.7.2022
Foto: Pixabay

Kůže je největším smyslovým orgánem a zároveň ochranným pláštěm člověka. „Cítí“ několik smyslových vstupů současně a hlásí mozku informace o vlhkosti, teplotě a tlaku. „Chytrá kůže“, vyvinutá Annou Marií Coclite, vítězkou grantu ERC a výzkumnou pracovnicí Ústavu fyziky pevných látek na Technologické univerzitě Graz v Rakousku, je velmi podobná té lidské.

Foto: Pixabay

Snímá tlak, vlhkost a teplotu současně a vytváří elektronické signály. Lze si tak představit citlivější roboty nebo inteligentnější protézy.

Citlivější než koneček prstu

Téměř šest let výzkumný tým pracoval na vývoji chytré kůže v rámci ERC projektu Smart Core. S 2000 jednotlivými senzory na čtvereční milimetr je hybridní materiál ještě citlivější než koneček lidského prstu. Každý z těchto senzorů se skládá z jedinečné kombinace materiálů – inteligentního polymeru ve formě hydrogelu uvnitř a pláště z piezoelektrického oxidu zinečnatého. „Hydrogel může absorbovat vodu a tak expandovat při změnách vlhkosti a teploty.

Přitom vyvíjí tlak na piezoelektrický oxid zinečnatý, který na toto a všechna ostatní mechanická namáhání reaguje elektrickým signálem,“ vysvětlila Coclite. Výsledkem je tenký materiál, který současně reaguje na sílu, vlhkost a teplotu s extrémně vysokým prostorovým rozlišením a vysílá odpovídající elektronické signály. .

Superschopnosti chytré kůže

První vzorky umělé kůže jsou tenké šest mikrometrů neboli 0,006 milimetru. Ale mohla by být ještě tenčí, jak říká Coclite. Pro srovnání, lidská pokožka má tloušťku 0,03 až 2 milimetry. Lidská kůže vnímá věci od velikosti zhruba jednoho milimetru čtverečního.

Chytrá kůže má rozlišení tisíc krát menší a dokáže registrovat předměty, které jsou pro lidskou pokožku příliš malé (např. mikroorganismy).

Foto: Pixabay

Svět v nanoměřítku

Jednotlivé senzorové vrstvy jsou velmi tenké a zároveň opatřeny senzorovými prvky pokrývajícími celou plochu. To bylo možné v celosvětově unikátním procesu, pro který výzkumníci poprvé zkombinovali tři známé metody z fyzikální chemie – chemickou depozici par pro hydrogelový materiál, atomovou vrstvu pro oxid zinečnatý a nanotiskovou litografii pro polymerní templát. Litografickou přípravu polymerové šablony měla na starosti výzkumná skupina „Hybridní elektronika a strukturování“ v čele s Barbarou Stadlober. Skupina je součástí Joanneum Research’s Materials Institute se sídlem ve Weizu.

Hybridní materiál a jeho využití

Pro hybridní materiál podobný kůži se nyní otevírá několik oblastí použití. Například ve zdravotnictví by senzorový materiál mohl samostatně detekovat mikroorganismy a podle toho je hlásit. V úvahu připadají i protézy, které nositeli podávají informace o teplotě či vlhkosti, nebo roboti, kteří dokážou své okolí vnímat citlivěji. Na cestě k aplikaci boduje chytrá kůže rozhodující výhodou neboli senzorické nanorody – „chytré jádro“ materiálu – jsou vyráběny pomocí výrobního procesu na bázi páry. Tento proces je již dobře zaveden například ve výrobních závodech pro integrované obvody. Výrobu chytré kůže tak lze snadno škálovat a implementovat do stávajících výrobních linek.

Foto: Pixabay
Související články
Technika 9.7.2025
Představte si robota, který se sám orientuje v temném podzemí, analyzuje stěny tunelu a rozpozná člověka i nečekanou trhlinu. Ne, to není sci-fi – to je JULBOT. A právě takoví roboti se dnes učí pracovat v podzemní laboratoři ČVUT. Moderní stavebnictví se posouvá hluboko pod zem – a s ním i technologie, které mu pomáhají. […]
Mluvit s chatbotem může být jako snažit se obejmout ledničku – chladné, strojené a bez odezvy. A když jde o něco osobního? Často zjistíme, že robot prostě nestačí. Proč nás ale právě tato komunikace tolik stresuje? Když člověk mluví s člověkem, nejde jen o slova. Hraje se tu s gesty, výrazem tváře, tónem hlasu… někdy […]
Technika 6.7.2025
V Číně se objevila nová a neobvyklá forma technologie „tap and pay“, která umožňuje zákazníkům platit pouhým naskenováním dlaně místo tradiční platební karty. Tuto biometrickou technologii poprvé uvedl internetový gigant Tencent a v posledních měsících se ji snaží co nejvíce rozšířit. Lidé, kteří novou technologií využívají, mohou zapomenout na peněženky a u pokladen nechat své […]
Objevy Technika 2.7.2025
Školní jaderný reaktor VR-1 na Fakultě jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT v Praze, známý jako „Vrabec“, v prosinci oslaví 35 let od svého spuštění. A protože takové výročí si zaslouží něco speciálního, otevře fakulta 8. října 2025 reaktor pro širokou veřejnost! Běžně se do reaktorové haly jen tak někdo nedostane – slouží hlavně studentům a […]
Do roku 2050 vzroste světová populace na 9,8 miliardy, přičemž 70 % z těchto lidí bude žít ve městech a jejich nejbližším okolí. Aby to bylo možné, je potřeba hledat inovativní řešení a dostupné technologie k přetvoření měst na chytrá města budoucnosti, která budou snižovat své dopady na životní prostředí a zároveň šetrně nakládat s […]
reklama
Nejčtenější články
za poslední
24 hodin    3 dny    týden
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
reklama
Copyright © RF-Hobby.cz
Provozovatel: RF HOBBY, s. r. o., Bohdalecká 6/1420, 101 00 Praha 10, IČO: 26155672, tel.: 420 281 090 611, e-mail: sekretariat@rf-hobby.cz