Ученые их Технологического университета в Хайфе разработали гибкий сенсор, который способен «залечивать» на себе повреждения, имитируя самозаживляющие свойства человеческой кожи. Специальный материал позволяет заращивать царапины или порезы без потери функциональности прибора. Работа опубликована в журнале Advanced Materials.
Устройство представляет собой эластичный хемирезистор, который меняет сопротивление при изменении химического окружения. Он состоит из самозаживляющейся подложки из специального полимера, высокопроводящих электродов и модифицированных наночастиц золота.
Царапины заращиваются следующим образом. В месте пореза полимер начинает активно поглощать влагу и разбухает, из-за чего края царапины вновь соприкасаются. После соприкосновения молекулы полимера начинают диффундировать из одной части в другую и заживляют, таким образом, порез. Частицы золота необходимы, чтобы появляющиеся повреждения не нарушали электрическую проводимость. Заживление царапины проходит достаточно быстро — меньше, чем за сутки, и не нарушает способность сенсора распознавать летучие органические соединения. Сенсор может выдерживать несколько циклов разрезания и заживления, оставаясь чувствительным.
Самозалечивающиея полимеры и устройства на их основе исследуются уже на протяжении нескольких лет, однако единой концепции их создания пока не появилось. Одни материалы базируются на включении в свой состав капсул с запасом мономеров, другие фокусируются использовании специальных мономеров. Ранее инженеры уже создавали и самовосстанавливающиеся электрические цепи, однако при этом использовался другой тип «лечения» — капсулы с жидким металлом.
Благодаря своим свойствам самозаживляющиеся сенсоры могут быть полезны в робототехнике, электронике и медицине. Если применить их для разработки электронной кожи, ее можно еще приблизить по свойствам к человеческой. Один из недавних успехов в этой области — работа южнокорейских ученых, которые смогли создать искусственную кожу, способную улавливать даже звук.
Анна Образцова