Анна-Мария Коклите из Грацского технического университета разработала материал, который «чувствует» несколько сенсорных сигналов одновременно и сообщает информацию о влажности, температуре и давлении в мозг. Это изобретение может оказаться важным для будущего робототехники и интеллектуальных протезов.
Команда ученых почти шесть лет работала над созданием умной кожи в рамках ERC-проекта Coclite Smart Core. Сейчас на квадратный миллиметр материала приходится две тысячи отдельных электронных датчиков, более чувствительных, чем кончик человеческого пальца. Каждый датчик образован уникальным сочетанием материалов: умный полимер состоит из гидрогеля внутри и оболочки из пьезоэлектрического оксида цинка.
Гидрогель может поглощать воду и расширяться при изменении влажности и температуры. При этом он оказывает давление на пьезоэлектрический оксид цинка, который реагирует на это и все другие механические воздействия электрическим сигналом.
Анна-Мария Коклите
В результате получается тончайший материал, который одновременно реагирует на силу, влажность и температуру с чрезвычайно высоким пространственным разрешением — и излучает соответствующие электронные сигналы. Толщина первых образцов искусственной кожи составляет всего 0,006 миллиметра. При этом ученые уверены, что он может быть еще тоньше. Для сравнения: толщина эпидермиса человека составляет от 0,03 до 2 миллиметров. Если человеческая кожа воспринимает предметы размером около одного квадратного мм, то искусственная может «чувствовать» даже микроорганизмы.
Сейчас Анна-Мария с командой работают над улучшениями искусственной кожи. Например, они хотят расширить диапазон температур, на которые реагирует материал.