Ερευνητές του University of Colorado Boulder (CU Boulder) ανέπτυξαν ένα νέο είδος εύπλαστου, αυτοθεραπευόμενου και πλήρως ανακυκλώσιμου «ηλεκτρονικού» δέρματος, που έχει εφαρμογές οι οποίες κυμαίνονται από τη ρομποτική και την ανάπτυξη προσθετικών μελών μέχρι καλύτερες συσκευές βιοϊατρικής.
Ερευνητές του University of Colorado Boulder (CU Boulder) ανέπτυξαν ένα νέο είδος εύπλαστου, αυτοθεραπευόμενου και πλήρως ανακυκλώσιμου «ηλεκτρονικού» δέρματος, που έχει εφαρμογές οι οποίες κυμαίνονται από τη ρομποτική και την ανάπτυξη προσθετικών μελών μέχρι καλύτερες συσκευές βιοϊατρικής.
Το ηλεκτρονικό δέρμα (γνωστό και ως e-skin) είναι ένα λεπτό, διαφανές υλικό το οποίο μπορεί να μιμείται τη λειτουργία και τις μηχανικές ιδιότητες του ανθρώπινου δέρματος. Αρκετά διαφορετικά είδη e-skin αναπτύσσονται σε εργαστήρια ανά τον κόσμο, καθώς αναγνωρίζεται η αξία του σε ποικιλία εφαρμογών.
Το e-skin του CU Boulder έχει ενσωματωμένους αισθητήρες για τη μέτρηση της πίεσης, της θερμοκρασίας, της υγρασίας και της ροής αέρα, εξηγεί ο Τζιανλιάνγκ Σιάο, επίκουρος καθηγητής στο Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών του CU Boulder, που ηγείται της ερευνητικής προσπάθειας, μαζί τον Γουέι Ζανγκ, αναπληρωτή καθηγητή του Τμήματος Χημείας και Βιοχημείας.
Η τεχνολογία αυτή έχει μια σειρά από χαρακτηριστικά που την κάνουν να ξεχωρίζει, όπως έναν νέο τύπο ομοιοπολικά συνδεόμενου πολυμερούς, γνωστό ως πολυϊμίνη, το οποίο έχει εμπλουτιστεί με νανοσωματίδια αργύρου για αυξημένη μηχανική δύναμη, χημική σταθερότητα και ηλεκτρική αγωγιμότητα.
«Αυτό που είναι μοναδικό εδώ είναι ότι η χημική σύνδεση της πολυϊμίνης που χρησιμοποιούμε επιτρέπει στο e-skin να είναι τόσο αυτοθεραπευόμενο όσο και πλήρως ανακυκλώσιμο σε θερμοκρασία δωματίου» λέει ο Σιάο. «Δεδομένων των εκατομμυρίων τόνων ηλεκτρονικών αποβλήτων που παράγονται ανά τον κόσμο κάθε έτος, ο ανακυκλώσιμος χαρακτήρας του e-skin μας συμφέρει από οικονομικής και περιβαλλοντικής άποψης».
Στη σχετική ανακοίνωση του πανεπιστημίου γίνεται αναφορά στο «δέρμα» του κινηματογραφικού «Εξολοθρευτή» του «Terminator 2». Όπως σημειώνεται, αν και η νέα διαδικασία δεν είναι τόσο «δραματική», η θεραπεία κοψιμάτων ή άλλων βλαβών στο e-skin, περιλαμβανομένων των αισθητήρων, γίνεται μέσω ενός μείγματος τριών διαθέσιμων στο εμπόριο χημικών ενώσεων αιθανόλης. Επίσης, άλλο ένα πλεονέκτημα για το e-skin του CU Boulder είναι ότι μπορεί να προσαρμόζεται εύκολα σε επιφάνειες όπως τα ανθρώπινα και ρομποτικά χέρια μέσω της εφαρμογής μέτριας θερμότητας και πίεσης. «Ας πούμε ότι θέλετε ένα ρομπότ να φροντίσει ένα μωρό» λέει ο Ζανγκ. «Σε αυτή την περίπτωση θα ενσωματώνατε e-skin σε ρομποτικά δάκτυλα τα οποία μπορούν να νιώσουν την πίεση του μωρού. Η ιδέα είναι να προσπαθήσουμε να μιμηθούμε το βιολογικό δέρμα με e-skin το οποίο έχει τις επιθυμητές λειτουργίες».
Για την ανακύκλωσή του απαιτείται βύθιση σε ειδικό διάλυμα, που κάνει τα πολυμερή να υποβαθμίζονται σε ολιγομερή και μονομερή. Τα νανοσωματίδια αργύρου καταλήγουν στον πυθμένα. «Το ανακυκλωμένο διάλυμα και τα νανοσωματίδια στη συνέχεια μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία νέου, λειτουργικού e-skin» λέει ο Σιάο.