ساخت پوست مصنوعی انعطاف‌پذیر

ایسنا: محققان با ترکیب نانوذرات طلا و نوعی پلیمر موفق به ساخت لایه انعطاف‌پذیر خودترمیم شونده شدند. این لایه می‌تواند به‌ عنوان پوست مصنوعی استفاده شود. این ماده با هر بار ترمیم شدن نسبت به قبل استحکام بیشتری پیدا می‌کند.


به گزارش سرویس فناوری ایسنا، حسگرهای انعطاف‌پذیر در حال حاضر در ادوات الکترونیکی، رباتیک و بخش سلامت مورد استفاده قرار می‌گیرند. در آینده احتمالاً بتوان از این حسگرها در ساخت پوست مصنوعی و اندام‌های پروتز استفاده کرد به طوری که کاربر بتواند محیط پیرامون خود را حس کند.

یکی از مشکلات این حسگرها، خراشیدگی و آسیب‌دیدگی سریع آن‌هاست که موجب از بین رفتن کارایی این حسگرها می‌شود. اخیراً پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا موفق به ارائه ماده انعطاف‌پذیری شدند که می‌توان از آن در ساخت پوست مصنوعی استفاده کرد. این ماده با الهام از خاصیت خودترمیمی پوست طبیعی بدن ساخته شده‌ است. این ماده حاوی نوعی پلیمر سنتز شده‌ است که در صورت آسیب دیدن به سرعت خود را ترمیم می‌کند.

حسام حایک از محققان این پروژه می‌گوید: «وجود مشکل آسیب‌پذیری در حسگرهای انعطاف‌پذیر موجود در بازار موجب شده تا نیاز جدی برای توسعه این حسگرها و ایجاد خاصیت خودترمیمی در آن‌ها به وجود آید. ما موفق به ارائه پوست خودترمیم شونده‌ای شدیم که قابل خم شدن و انعطاف‌پذیر است. از هر نقطه‌ای که این ماده آسیب ببیند قادر است آن را ترمیم کند.»

این حسگر از یک زیرلایه خودترمیم شونده، الکترودهای رسانا و نانوذرات طلای اصلاح شده تشکیل شده‌ است. هایک می‌افزاید: «نانوذرات طلا در سطح زیرلایه و میان الکترودهای خودترمیم شونده می‌تواند موجب ترمیم ترک‌های موجود در سطح شود و در نهایت هدایت الکتریکی به حالت اولیه باز شود.»

این ماده به محض ترمیم شدن قادر است وجود ترکیبات آلی فرار را در مقادیر بسیار کم شناسایی کند، حساسیت این حسگر چند ده ppm است. نتایج نشان می‌دهد که این لایه قادر است در شرایط بسیار سخت نظیر دمای ۲۰- تا ۴۰ درجه سانتیگراد خود را ترمیم کند.

برای فرآیند ترمیم، این لایه رطوبت را جذب کرده و متورم می‌شود با این کار زنجیره پلیمری به شکل آزاد درآمده و می‌تواند فرآیند ترمیم را آغاز کند. یکی از نکات جالب در این ماده آن است که بعد از فرآیند ترمیم، این ماده نسبت به قبل مقاوم‌تر می‌شود.

نتایج این پژوهش در قالب مقاله‌ای در نشریه Advanced Materials منتشر شده‌ است.