Беше създаден самочувствителен чувствителен материал

Новият материал може да се използва в протези, както и в създаването на електронни устройства.

Учените се опитват да създадат материал, който имитира човешката кожа в продължение на много години, има същите характеристики и може да изпълнява такива функции. Основните качества на кожата, които учените се опитват да пресъздадат, са чувствителността и способността да се лекува. Благодарение на тези свойства човешката кожа изпраща сигнали до мозъка за температура и налягане и служи като защитна бариера срещу дразнителите на околната среда.

Екипът на професор по химичен инженеринг Станфордския университет, Ченгду Бао, в резултат на усилената работа за първи път успя да създаде материал, който съчетава тези две качества.

През последните десет години са създадени много проби от "изкуствена кожа", но дори и най-сложните имат много сериозни недостатъци. Някои от тях изискват "топлина", за да "лекуват", което прави ежедневната им употреба в ежедневни условия невъзможна. Други се възстановяват при стайна температура, но когато бъдат възстановени, тяхната механична или химическа структура се променя, което ги прави в действителност еднократни. Но най-важното е, че нито един от тези материали не е добър диригент на електричеството.

Джан Бао и колегите му успяха да направят голяма крачка напред в тази посока и за първи път да съчетаят в един материал самолечението на пластмасовия полимер и електрическата проводимост на метала.

Учените започват с пластмаси, които се състоят от дълги вериги от молекули, свързани с водородни връзки. Това е доста слаба връзка между положително заредената област на един атом и отрицателно заредения регион на следващия. Тази структура позволява на материала ефективно да се саморегулира след външно въздействие. Молекулите съвсем просто се срутват, но след това отново се свързват в оригиналната си форма. В резултат на това е получен гъвкав материал, който учените сравняват с левия в ириса на хладилника.

Към този еластичен полимер учените добавят никелови микрочастици, които увеличават механичната якост на материала. В допълнение, тези частици са увеличили електрическата си проводимост: токът лесно се пренася от една микрочастица в друга.

Резултатът отговори на всички очаквания. "Повечето от пластмасите са добри изолатори и имаме отличен диригент", заключи Жен Бао.

След това учените изследвали способността на материала да се възстанови. Наполовина нарязаха малка част от материала с нож. Лекото притискане на двете образувани части един към друг, учените установиха, че материалът възстановява първоначалната си якост и електрическата проводимост с 75%. Половин час по-късно материалът напълно възстанови първоначалните си свойства.

"Дори човешката кожа отнема няколко дни, за да се излекува, затова мисля, че постигнахме много добър резултат", каза колегата му Бай Бенджамин Чи Кион Тей.

Нов материал успешно е преминал следващия тест - 50 цикъла на врязване-възстановяване.

Изследователите няма да се замислят за това. В бъдеще те искат да постигнат по-ефективно използване на никеловите частици в материала, тъй като те не само го правят силна и подобряват електрическата проводимост, но също така намаляват способността за саморегулиране. Използването на по-малки метални частици може да направи материала още по-ефективен.

Измервайки чувствителността на материала, учените установили, че са в състояние да откриват и реагират на натиска със силата на ръкостискане. Тъй като Бао и неговият екип са уверени, че тяхното изобретение може да се използва в протезните крайници. Освен това те ще направят техния материал възможно най-тънък и прозрачен, така че да може да се използва за покриване на електронни устройства и техните екрани.

[1], [2], [3]