Umělá kůže pod dotykem září

Helena Vrecková  |  Věda
Zdroj: UC Berkeley – News Center

Nová elektronická kůže interaktivně reaguje na tlak. Jaké pro ni najdou vědci využití?

Snaha o vytvoření umělé kůže není ve světě vědy žádnou novinkou. Nejčastěji ji vědci vyvíjí pro umělé končetiny nebo na končetiny robotů. Chtějí tak dosáhnout co největší citlivosti při manipulaci s předměty. Vědci se proto snaží skloubit vhodné materiály, které by umožnily elektronické kůži nejen pružnost, ale také vysokou citlivost skrze vložené senzory.

To bylo cílem také vědců z UC Berkeley. Ti již před několika lety představili elektronickou kůži (e-kůži) z polovodičových nanovláken. Ve svém výzkumu dále pokračovali a nyní představili e-kůži reagující na tlak barevným zářením.

Osvědčený postup v novém kabátě

Inženýři při vývoji elektronické kůže využívali stejného postupu, který představili v roce 2010, avšak s několika významnými změnami. Na desku křemíku vědci aplikovali tenkou vrstvu polymeru. Na připravený válcový buben následně vložili nejdříve nanometrové částice selenidu kademnatého a poté nanočástice křemíku. Selenid kademnatý sloužil jako světelné senzory. Křemík pak funguje jako tranzistory. Právě použití selenidu k rozsvícení e-kůže byla jedna z velkých novinek v postupu.

Válec následně křemíkem a selenidem potiskl připravený polymer. Všechny částice byly tiskem vpraveny vertikálně do polymeru, díky čemuž mohli vědci použít relativně levné plasty a snížili tak výrobní cenu e-kůže. Aby vědci chránili co nejvíce vrstvu polovodičů, přetáhli přes polymerní vrstvu ještě jednu slabší vrstvu polyamidu. Na závěr pak byla spodní vrstva tvořená deskou křemíku odstraněna.

Ukázka fungování elektronické kůže na vytvořeném experimentálním vzorku:

Experimentální vzorek elektronické kůže měl rozměry 16×16 pixelů. V každém pixelu pak byl obsažen tranzistor, OLED dioda (organická světelná dioda) a tlakové čidlo. Díky tomuto složení je elektronická kůže schopná interaktivně reagovat na různý tlak. Mění viditelné světlo od červené barvy, přes zelenou, až po modrou – vše v závislosti na tlaku. Podle vyjádření autora studie, profesora Chuana Wanga, je právě toto složení e-kůže průlomové. Do nynějška totiž nebylo možné, aby kůže převáděla získaná data do čehokoliv interaktivního.

Kůže nejen pro roboty a nemocné

Jedním z využití e-kůže je samozřejmě vytvoření kůže robotů. Jako jiné typy elektronických kůží by jim měla umožnit jemnější dotek a vyšší citlivost. Dalším využitím je například tvorba interaktivních tapet, které by mohly fungovat jako dotykové displeje. Podle profesora Wanga je možné používat elektronickou kůži i ve zdravotnictví, například k inteligentním obvazům, které by neustále monitorovaly krevní tlak a tepovou frekvenci.

Vědci by chtěli ještě dále čidla elektronické kůže upravovat, aby kromě zmíněného tlaku reagovala také na teplotu a světlo.

Nejčtenější