Sztuczna skóra czuje dotyk

Materiał na sztuczną skórę stworzyli inżynierowie z Uniwersytetu Stanforda. “Czuje” ona dotyk i może przekazywać impulsy do prawdziwych komórek nerwowych. To nadzieja na opracowanie nowej generacji protez kończyn.

Publikacja: 18.10.2015 18:14

Sztuczna skóra jest elastyczna i całkowicie przezroczysta

Sztuczna skóra jest elastyczna i całkowicie przezroczysta

Foto: materiały prasowe

- Pierwszy raz udało się stworzyć elastyczny i podobny do skóry materiał, który wykrywa nacisk i od razu przekazuje sygnał do układu nerwowego - mówi Zhenan Bao, która spędziła ponad 15 lat pracując nad "zamiennikami" skóry. W jej laboratorium pracuje nad tym 17 osób - od bioinżynierów, przez elektryków, elektroników, a skończywszy na chemikach.

Jak opisują naukowcy na łamach magazynu "Science", sztuczna skóra składa się z dwóch zasadniczych warstw. Górna odpowiada za mechanizm czucia, dolna za przesyłanie sygnałów elektrycznych i przekładanie ich na biochemiczne bodźce zrozumiałe dla żywych komórek. Jak podkreślają inżynierowie, skóra jest w stanie odebrać zróżnicowane bodźce dotykowe: od delikatnego stuknięcia palcem, po silny uścisk dłoni.

Tajemnica odczuwania dotyku przez elektronikę kryje się w maleńkich nanorurkach węglowych, którymi poprzetykana jest górna warstwa. Są rozłożone w równomiernych odstępach, jednak gdy naciśniemy na materiał, zbliżają się do siebie i zaczynają przewodzić prąd. To jak dobrze przewodzą impulsy zależy od siły uścisku.

Opracowanie elastycznej warstwy sztucznej skóry wymagało jednak stworzenia równie elastycznych układów elektronicznych. W tym naukowcom ze Stanforda pomogli specjaliści firmy Xerox, którzy elastyczną elektronikę wydrukowali na specjalnych urządzeniach - "druk" musiał objąć bardzo dużą powierzchnię.

Pozostało już tylko przetłumaczyć impulsy elektryczne na język neuronów. W tym celu sięgnięto po specjalnie zmienione genetycznie komórki wrażliwe na światło. Sygnały z obwodów skóry najpierw przerobiono na sygnału świetlne (laserowe), a później pobudzano nimi zmodyfikowane genetycznie żywe komórki. Te zaś aktywowały "normalne" neurony.

Według Bao optogenetykę wykorzystano tylko po to, aby sprawdzić możliwości nowej techniki. W rzeczywistych zastosowaniach najprawdopodobniej uda się użyć bezpośredniego połączenia elektrycznego.

No właśnie - jakie mogą być praktyczne zastosowania takiej sztucznej skóry? Naukowcy nie mają wątpliwości, że takim materiałem można będzie pokryć protezy np. dłoni. Pacjenci będą mogli czuć z jaką siłą ściskają przedmioty - lub dłonie innych ludzi.

- Pierwszy raz udało się stworzyć elastyczny i podobny do skóry materiał, który wykrywa nacisk i od razu przekazuje sygnał do układu nerwowego - mówi Zhenan Bao, która spędziła ponad 15 lat pracując nad "zamiennikami" skóry. W jej laboratorium pracuje nad tym 17 osób - od bioinżynierów, przez elektryków, elektroników, a skończywszy na chemikach.

Jak opisują naukowcy na łamach magazynu "Science", sztuczna skóra składa się z dwóch zasadniczych warstw. Górna odpowiada za mechanizm czucia, dolna za przesyłanie sygnałów elektrycznych i przekładanie ich na biochemiczne bodźce zrozumiałe dla żywych komórek. Jak podkreślają inżynierowie, skóra jest w stanie odebrać zróżnicowane bodźce dotykowe: od delikatnego stuknięcia palcem, po silny uścisk dłoni.

2 / 3
artykułów
Czytaj dalej. Subskrybuj
Nauka
Czy mała syrenka musi być biała?
Materiał Promocyjny
Wykup samochodu z leasingu – co warto wiedzieć?
Nauka
Kto przetrwa wojnę atomową? Mocarstwa budują swoje "Arki Noego"
Nauka
Czy wojna nuklearna zniszczy cała cywilizację?
Nauka
Niesporczaki pomogą nam zachować młodość? „Klucz do zahamowania procesu starzenia”
Nauka
W Australii odkryto nowy gatunek chrząszcza. Odkrywca pomylił go z ptasią kupą