Технологии завтрошнего дня

Ученые разработали технологию создания так называемой "электронной кожи", обладающей тактильной чувствительностью человеческой - способностью определять силу и локальность нажатия, что может быть использовано в роботостроении и создании нового поколения протезов, сообщается в двух независимых статьях в журнале Nature Materials.

Несмотря на то, что устройства, фиксирующие давление и силу нажатия, были изобретены уже достаточно давно, их интеграция в гибкие материалы, способные не только чувствовать степень нажатия, но и определять степень его локальности - ключевые параметры тактильной чувствительности человеческой кожи - была сопряжена с рядом технических трудностей.

Главной целью разработки подобных материалов является создание универсальных роботов, обладающих тактильными ощущениями и способных к тонкому обращению с хрупкими предметами. Кроме того, в отдаленной перспективе на основании подобных разработок может появиться новое поколение протезов для людей.

Разработки "электронной кожи" ведутся уже давно и в большинстве случаев для этого ученые пытаются использовать гибкие полимерные полупроводниковые материалы, однако их существенными недостатками являются плохие электрофизические параметры, требующие большого расхода энергии. Обойти это препятствие удалось Али Джавею (Ali Javey) из Калифорнийского университета в Беркли, сумевшему создать электрические компоненты "кожи" с использованием гибких нанокристаллов на основе сплава кремния и германия. Таким образом, группе исследователей удалось использовать прекрасные электрофизические параметры неорганического полупроводникового материала и наделить его гибкостью с помощью перехода в наносостояние.

В своей статье ученые описывают процесс получения этих нанокристаллов и простой метод переноса их на подложку из гибких полимеров. На основании этой технологии исследователи получили возможность создавать массив микроскопических полевых транзисторов, распределенный на гибкой поверхности, которая обладает способностью "чувствовать" нажатия в диапазоне усилий, соответствующих человеческим, а также определять степень локальности такого воздействия.

"Это первое по-настоящему макроскопическое применение материалов на основе упорядоченных нановолокон в составе функционального устройства. Эта технология может быть легко выполнена в большем масштабе, для чего нужно просто перейти к использованию оборудования больших размеров, чем наше", - сказал ведущий автор публикации Кунихару Такеи (Kuniharu Takei), слова которого приводит пресс-служба университета.

Другой подход продемонстрировала группа Женана Бао (Zhenan Bao) из Принстонского университета. Основу их "электронной кожи" также составляет массив полевых транзисторов, чувствительность которых к давлению достигается за счет микроструктурированной пленки полидиметилсилоксана, разделяющей контакты электронного микроустройства. По своим характеристикам разработка Бао не уступает "электронной коже" Джавея.

(rian.ru)