Новая углеродная структура, разработанная исследователями, способна определять воздействие давления и растягивающих сил, фиксируя эти изменения посредством изменения электрического сопротивления.
Специалисты из Корейского института передовых технологий (Южная Корея) разработали спрей, позволяющий определять давление и растяжение при нанесении на различные поверхности. Ученые планируют создать вещество, противоположное этому спрею, и использовать их для создания чувствительной оболочки для роботов. Работа опубликована в журнале ACS Nano.
Ученые на протяжении долгого времени разрабатывают различные модели искусственной кожи, начиная от программируемой версии до гибких сенсоров на силиконовой основе. Корейские инженеры пошли дальше и предложили не ткань, а спрей, который способен обволакивать любой вид поверхности, в том числе искусственные конечности.
Спрей разработан на основе графена, точнее, углеродных нанотрубок – это полые цилиндрические структуры, созданные из углерода. Эксперты использовали многослойную модификацию (MWCNT). Конструкция этой модификации спроектирована для реагирования на растяжение, но не на сжатие.
При растяжении нанотрубки подвергаются воздействию, в результате чего формируются микротрещины. Это вызывает изменения в пространственном расположении атомов, что, в свою очередь, приводит к изменениям в сопротивлении материала. Однако, при давлении до 140 килопаскалей, конформация претерпевает лишь незначительные изменения, не оказывающие заметного влияния на сопротивление, и, как следствие, сенсор не реагирует на это воздействие.
Профессор Стив Парк (Steve Park), участвовавший в работе, поделился мыслями о возможном применении технологии:
«Благодаря невысокой себестоимости производства и способности адаптироваться к форме любых трехмерных объектов, наша электронная кожа имеет все шансы стать широко распространенным продуктом. Мы уверены, что это принципиально важная технология для начала коммерческого использования искусственной кожи».
В дальнейшем планируется разработать устройство, которое будет являться полной противоположностью их изобретения. Оно предназначено для фиксации давления, но не должно быть чувствительно к растяжению.
Ранее в США протестировали покрытие для протезов, позволяющее пользователю воспринимать боль. Ощущение боли имитируют с помощью электростимуляции нервов сохранившейся части конечности.