Self-Healing "Haut" hat einen Tastsinn

Ein neues, flexibles Material kann Berührungen spüren und sich selbst von Schnittwunden heilen. Klingt bekannt? Die menschliche Haut kann natürlich Druck, Biegsamkeit und andere Strukturen fühlen und kleine Schnitte reparieren. Dieses neue, von Menschenhand geschaffene Material soll einige der grundlegenden Fähigkeiten der menschlichen Haut reproduzieren, so dass künstliche Gliedmaßen und Roboter in der Zukunft eine künstliche Hautabdeckung haben können.

In den letzten zehn Jahren haben mehrere Forschungsgruppen versucht, künstliche Haut für Roboter und andere elektronische Geräte herzustellen. Dies ist das erste Mal, dass es sich nicht nur selbst wieder versiegeln kann, nachdem es in zwei Teile geschnitten wurde, sondern auch seine Fähigkeit wiedererlangt, Berührungen zu spüren, nachdem es abgeschnitten wurde.

"Ich denke, es ist ein Durchbruch", sagte John Boland, Chemiker am Trinity College in Dublin, gegenüber dem Magazin Science. "Es ist das erste Mal, dass wir diese Kombination von mechanischer und elektrischer Selbstheilung gesehen haben." Boland war nicht an der Herstellung der neuen Haut beteiligt.

Das neue Material besteht aus einem Polymer, einem kunststoffähnlichen Material, in das Nickelatome eingebettet sind. Das Polymer verleiht der Haut ihre Selbstheilungskräfte, da die Moleküle des Polymers nach dem Schneiden des Polymers wieder miteinander verbunden werden können. Es ist auch etwas flexibel - etwas steifer als Salzwasser Toffee.

Währenddessen geben die Nickelatome der Haut einen Tastsinn, weil sie Elektrizität leiten können. Wenn jemand die Haut drückt oder verdreht, verändert er den Abstand zwischen den Nickelatomen und verändert den Stromfluss zwischen den Atomen. In der Zukunft könnte ein Computerprogramm diesen veränderten elektrischen Fluss als Berührungen interpretieren. Die neue Haut ist empfindlich genug, um den Druck eines Handschlags zu erkennen, sagte Benjamin Tee, einer der Ingenieure, die an dem Material arbeiteten, in einer Erklärung.

Um die Heilkraft ihrer künstlichen Haut zu demonstrieren, schneiden Tee und sein Team ein Stück Haut mit einem Skalpell in zwei Teile. Dann drückten sie die Schnittkanten für 15 Sekunden zusammen. Sie schneiden und drücken wiederholt, was zeigt, dass die Haut ihre Flexibilität, Stärke und Fähigkeit wieder erlangt, Elektrizität auch nach mehreren Schnitten zu leiten.

Das Experiment zeigt nicht, dass die Haut in der Lage ist, sich selbst von Verletzungen zu heilen, sagte Boland gegenüber Science. Es ist einfacher für ein Material, sich nach sauberem Skalpellschnitt zu fixieren als nach dem Dehnen und Auseinanderziehen, sagte er, so könnte es sein, dass die Stanford-Haut nicht vollständig von bestimmten Wunden abheilte.

Das Stanford-Team arbeitet jetzt daran, eine künstliche Haut herzustellen, die Dehnungen aushält, sagte Zhenan Bao, einer von Tee's Kollegen. Die Ingenieure möchten es auch transparent machen, so dass es eine Hülle oder eine Abdeckung für Bildschirme auf elektronischen Geräten verwendet werden könnte.

Tee, Bao und ihre Kollegen veröffentlichten ihre Arbeit gestern (11. November) in der Zeitschrift Nature Nanotechnology.

Quellen: Science, Stanford School of Engineering

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