Группа ученых из Южной Кореи разработала новый тип искусственной кожи, которая способна распознавать не только температуру и давление, но и высокочастотные механические колебания, — вплоть до звука. Описание устройства опубликовано в журнале Science Advances.
В разработке исследователи пытались воспроизвести структуру кожи на кончиках пальцев, которая обладает самой высокой чувствительностью на теле человека. Для новой искусственной кожи ученые разработали специальную пленку из поливинилиденфторида (ПВДФ) с частицами оксида графена. Благодаря поляризации молекул, этот материал является пьезоэлектриком, то есть может индуцировать заряд в ответ на изменение давления. Изменяя концентрацию частиц оксида графена в пленке, можно контролировать ее пироэлектрические свойства — способность реагировать на температуру. Кроме того, особая структура контактных поверхностей придает материалу ещё и пьезорезистивность: так как два слоя пленки стыкуются на уровне выступающих бугорков, усиление давления увеличивает площадь их контакта, и проводимость увеличивается.
Созданный авторами прототип искусственной кожи оказался настолько чувствительным, что способен, например, отличить волосы на бороде от волос на голове. Более того, он воспринимает звуковые колебания «не хуже современного смартфона», — хвастаются разработчики.
В последнее время улучшению качеств искусственной кожи посвящено много исследований, однако до этого не было разработано сенсоров, улавливающих изменение давления во времени. Недавно была представлена искусственная кожа, которая способна передавать информацию от датчиков давления в мозг в распознаваемой ей форме. Искусственная кожа может найти свое применение в робототехнике, разработке протезов, а также создании портативных датчиков, наблюдающих за параметрами здоровья человека.
Анна Образцова