Искусственная кожа с человеческими чувствами

В последние годы ученые работают над созданием искусственной кожи, которая будет чувствительна к влиянию окружающей среды так же, как и наша человеческая кожа. Основной задачей разработки такой кожи стоит усиление чувствительности к широкому спектру раздражителей. Создание искусственной кожи очень важно для будущего медицины.

В рамках разработок на данный момент существует одно из направлений — e-skin, или электронная кожа. Она представляет собой специальный тонкий эластичный многослойный материал, который относится к полимерным наноматериалам, а что касается e-skin, то речь идет о сегнетоэлектрическом материале. Его особенность состоит в том, что он может генерировать электричество в ответ на воздействие внешней среды, например, перепады температуры и давления. Подобные внешние стимулы распознаются плоской пленкой, которая создана из восстановленного оксида графена и поливинилиденфторида. Плёнка является спрессованной, с микротиснением, поэтому поддерживает сегнетоэлектричество. Ее поверхность не является идеально гладкой — она ребристая и несколько напоминает отпечаток пальца. Благодаря такой шероховатой поверхности и существует ее многофункциональность (под стать человеческой кожи). Уровень ее чувствительности высок. Например, если расположить на поверхности пленки хотя бы волосок, то она его почувствует и проинформирует об этом компьютер.

Насколько «хороша» такая кожа в плане диапазона чувств? Когда e-skin была создана, ученые не предполагали, что она на самом деле будет ощущать. Данные о сигналах, получаемых материалом от окружающей среды, были собраны благодаря аналитическому оборудованию. Выяснилось, что эта плёнка очень чувствительна не только к температуре, но и к звукам. Это происходит, в первую очередь, потому что пленка имеет в своей структуре два основных слоя. Они взаимодействуют друг с другом, и площадь их соприкосновения в определенные моменты меняется, давая понять, что именно на нее воздействует. В то время как внешний слой реагирует на прикосновения (предметов, текстуры и в т. ч. воздуха), нижний слой регистрирует давление (динамическое и статическое) и вибрации (звуковые, как колебания давления).