Na první pohled nerozeznatelné od pravé kůže

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
Rubriky:  Technika
Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce
reklama

Související články

Je libo garsonku, nebo 3+1?

3D tisk ušel za několik málo let skutečně dlouhou cestu,...

Návrat důležitého smyslu

Vědci ze Švédska sledovali čtyři lidi, kteří v průběhu 3 až 7 let...

Taxi nové generace

Sny o malých létajících strojích, které by představovaly taxislužbu, mají...

Tesla na pranýři: Elektromobil měl...

Americký Národní úřad pro bezpečnost silničního provozu se pouští do vyšetřování...

ROLLS-ROYCE – Ze silnice do oblak

Britská společnost Rolls-Royce je známá především díky svým luxusním...

Stále menší a menší plasty

Plasty jsou zkázou pro naši planetu a mikroplasty ničí naše těla. Zatímco...

Na první pohled nerozeznatelné od...

Kůže je největším smyslovým orgánem a zároveň ochranným pláštěm člověka....

Čeká nás nová průmyslová revoluce?

V jakých oblastech dosáhla umělá inteligence značného pokroku? 1. Robustnější...

Znovuzrození ruského Moskviče?...

Moskevský automobilový závod Moskvič před několika dny překvapil...

Nanotkaniny využitelné v medicíně

Univerzita Karlova a Akademie věd ČR spojily své síly prostřednictvím...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Fibrilace síní – nová epidemie Evropy!

Fibrilace síní – nová epidemie...

V Evropě postihuje v současnosti fibrilace síní asi 11 milionů...
Co prozradily oštěpy neandertálců?

Co prozradily oštěpy neandertálců?

Poslední archeologické nálezy stojí za přehodnocením teorií o životě neandrtálců (Homo...
Jedna, nebo dvě hlavy? Německou orlici zhyzdil hákový kříž

Jedna, nebo dvě hlavy? Německou...

Už mince ze 12. století zdobí symbol orlice. Císaři Svaté říše římské se...
Donutil Ernest von Koerber TGM k odchodu do exilu?

Donutil Ernest von Koerber TGM k...

Jaké byly začátky první československého prezidenta Tomáše Garrigua Masaryka...
Medvěd z Knihy džunglí

Medvěd z Knihy džunglí

Medvěd pyskatý (Melursus ursinus) je šelma patřící k menším druhům...
Svátek nejmenších: Dětem jako první vzdal hold turecký prezident Atatürk

Svátek nejmenších: Dětem jako...

„Vyhlašuji přestávku. Jednání bude pokračovat za půl hodiny,“ prohlásí předseda tureckého...
Museli jsme za svoji účast v bojích pod křídly RAF zaplatit?

Museli jsme za svoji účast v...

„Rudý kroužek s nápisem Fire výstražně září a v optickém zaměřovači před naším...
Křídla pod drobnohledem

Křídla pod drobnohledem

V zoologické terminologii se pod označením křídla myslí specializované přední...
Zakladatel spolku nejtlustších mužů zhubnul pomocí spánku

Zakladatel spolku nejtlustších...

Diety jsou staré téměř jako lidstvo samo. Svědectví o nich máme už z...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.