فرارو-دانشمندان فواید قابل توجهی را در پوست‌های یونی یافته‌اند، در حالی که تلاش می‌کنند پوست هوشمندی ایجاد کنند که توانایی‌های حسی پوست طبیعی را تقلید کند. این پوسته ها از هیدروژل های انعطاف پذیر و زیست سازگار ساخته شده اند که از یون ها برای حمل بارهای الکتریکی استفاده می کنند.
به گزارش فرارو، بر خلاف پوست های هوشمند ساخته شده از پلاستیک و فلز، هیدروژل ها نرمی پوست طبیعی تری دارند. این ویژگی حس طبیعی تری به بازوی مصنوعی یا ربات نصب شده روی آن می دهد و پوشیدن آن ها را راحت تر می کند. هیدروژل ها می توانند هنگام لمس ولتاژ ایجاد کنند. دانشمندان هنوز نمی دانند چگونه.
تیمی از محققان UBC آزمایشی منحصر به فرد برای این منظور طراحی کردند. یوتا، سرپرست تیم تحقیقاتی، گفت: «روش کار حسگرهای هیدروژل این است که در پاسخ به محرک‌هایی مانند فشار یا فشار، ولتاژ و جریان تولید می‌کنند. چیزی که ما پیزو می نامیم. اما ما دقیقاً نمی دانیم این ولتاژها چگونه تولید می شوند. دوباشی کار روی این موضوع را به عنوان بخشی از پروژه کارشناسی ارشد خود در مهندسی زیست پزشکی در UBC آغاز کرد. تحت نظارت محقق UBC Dr. جان مدن، او حسگرهای هیدروژل حاوی نمک با یون های مثبت و منفی در اندازه های مختلف را توسعه داد.
او و همکارانش در دپارتمان فیزیک و شیمی UBC از میدان های مغناطیسی برای نظارت دقیق بر نحوه حرکت یون ها هنگام اعمال فشار به حسگر استفاده کردند. پس از اعمال فشار به ژل، یون های مایع با سرعت های مختلف پراکنده می شوند و سیگنال الکتریکی تولید می کنند. یون‌های مثبت، که احتمالاً کوچک‌تر هستند، سریع‌تر از یون‌های بزرگ‌تر و منفی حرکت می‌کنند. توزیع ایجاد شده توسط یک میدان الکتریکی باعث می شود یک حسگر پیزو کار کند. محققان می گویند دانش جدید ثابت می کند که هیدروژل ها به روشی مشابه با نحوه درک افراد از فشار عمل می کنند و همچنین با انتقال یون ها در پاسخ به فشار، کاربردهای جدیدی برای پوست یونی ایجاد می کنند.
“یک کاربرد مهم ایجاد حسگرهایی است که به طور مستقیم با سلول ها و سیستم عصبی تعامل دارند، زیرا ولتاژها، جریان ها و زمان های پاسخ مانند غشای سلولی هستند.” دیوانه وقتی حسگر خود را به یک عصب وصل می کنیم، سیگنالی به عصب می دهد. عصب به نوبه خود انقباض عضلانی را فعال می کند. یک بازوی مصنوعی پوشیده از پوست یونی را تصور کنید. پوست یک شی را با لمس یا فشار حس می کند، آن اطلاعات را از طریق اعصاب به مغز می فرستد و سپس مغز موتورهای مورد نیاز برای بلند کردن یا نگه داشتن آن جسم را فعال می کند. شکل گیری پوست حسگر در امتداد رابط عصبی را می توان با استفاده از این رابطه بیونیک تصور کرد.
یکی دیگر از کاربردهای پوست یونی، حسگر هیدروژل نرمی است که روی پوست اعمال می شود و می تواند علائم حیاتی بیمار را کنترل کند. می توان آینده ای را تصور کرد که در آن از “الکترونیک های الکترونیکی” ژله مانند برای ایمپلنت های بدن استفاده شود. مفاصل مصنوعی را می توان بدون ترس از پس زدن در بدن انسان کاشت. دستگاه های یونی را می توان به عنوان بخشی از غضروف مصنوعی زانو با حسگرهای هوشمند استفاده کرد. به عنوان مثال، یک ایمپلنت ژل پیزیونیک ممکن است داروها را بر اساس میزان فشار احساس شده آزاد کند. دکتر افزود. متعجب است که بازار پوست هوشمند در سال 2019 حدود 4.5 میلیارد دلار تخمین زده شده است و به رشد خود ادامه خواهد داد. پوست های هوشمند را می توان در لباس گنجاند یا مستقیماً روی پوست اعمال کرد و پوست های یونی یکی از فناوری هایی است که می تواند این رشد را تقویت کند.
منبع: techxplore
