Электронная кожа, известная как электронная кожа, представляет собой тонкий полупрозрачный материал, который может имитировать функции и механические свойства кожи человека. В настоящее время в лабораториях по всему миру разрабатываются носимые электронные скины различных типов и размеров, поскольку исследователи признают их ценность в различных областях медицины, науки и техники.
«В новый электронный скин CU Boulder встроены датчики для измерения давления, температуры, влажности и воздушного потока», — сказал доцент Цзянлян Сяо, который возглавляет исследования с доцентом химии и биохимии CU Boulder Вэй Чжан. Он имеет несколько отличительных свойств, в том числе новый тип ковалентно связанного динамического сетчатого полимера, известный как полиимин, в который добавлены наночастицы серебра, чтобы обеспечить лучшую механическую прочность, химическую стабильность и электрическую проводимость.
«Что здесь уникально, так это то, что химическое связывание полиимина, которое мы используем, позволяет электронной коже быть как самовосстанавливающейся, так и полностью перерабатываемой при комнатной температуре», — сказал Сяо. «Учитывая миллионы тонн электронных отходов, образующихся во всем мире каждый год, возможность вторичной переработки нашей электронной кожи имеет экономический и экологический смысл».Статья на эту тему была опубликована сегодня в журнале Science Advances.
Соавторами исследования являются Чжанан Цзоу и Ян Ли из машиностроения и Чэнпу Чжу и Синфэн Лэй из химии и биохимии. Исследование частично финансировалось Национальным научным фондом.Многим знаком фильм «Терминатор», в котором кожа главного злодея фильма «восстанавливается» через несколько секунд после того, как его застрелили, избили или наехали на него, — сказал Чжан.
По его словам, хотя новый процесс не столь драматичен, заживление порезанной или сломанной электронной кожи, включая датчики, осуществляется с помощью смеси трех коммерчески доступных соединений в этаноле.Еще одним преимуществом нового электронного скина CU Boulder является то, что его можно легко приспособить к изогнутым поверхностям, таким как руки человека или руки робота, путем приложения к нему умеренного тепла и давления, не создавая чрезмерных нагрузок.«Допустим, вы хотели, чтобы робот позаботился о ребенке», — сказал Чжан. «В этом случае вы должны интегрировать электронную кожу на пальцы робота, которые могут чувствовать давление ребенка.
Идея состоит в том, чтобы попытаться имитировать биологическую кожу с помощью электронной кожи, которая имеет желаемые функции».Чтобы переработать кожу, устройство погружают в рециркулирующий раствор, в результате чего полимеры разлагаются на олигомеры (полимеры со степенью полимеризации обычно ниже 10) и мономеры (небольшие молекулы, которые могут быть объединены в полимеры), растворимые в этаноле.
Наночастицы серебра опускаются на дно раствора.«Переработанный раствор и наночастицы можно затем использовать для создания новой функциональной электронной кожи», — сказал Сяо.