قام باحثون من جامعة دونغهوا في الصين ومركز يوليش لعلوم النيوترونات (JCNS) في ألمانيا مؤخرًا
في السنوات الأخيرة ، الروبوتات من جميع أنحاء العالميحاولون إنشاء أنظمة اصطناعية تشبه أجزاء من جسم الإنسان وتعيد إنتاج وظائفها. يشمل ذلك الجلد الاصطناعي - طبقة واقية تعمل أيضًا على تحسين القدرات الحسية للروبوتات.
"كما نعلم، الجلد هو الأكبروقال شينتونج صن، أحد مؤلفي الدراسة، لـ TechXplore: "إنه عضو في جسم الإنسان يعمل كطبقة واقية وواجهة حسية للحفاظ على صحة الجسم واستجابةه". "مع التطور السريع للذكاء الاصطناعي والروبوتات الناعمة، يحاول المهندسون تغطية الروبوتات البشرية بجلد صناعي يستنسخ جميع الخصائص الميكانيكية والحسية للإنسان، حتى يتمكن من إدراك البيئة الخارجية المتغيرة باستمرار، مثلنا تمامًا".
لأن جلد الإنساننظام معقد للغاية ، من الصعب للغاية تقليد جميع وظائفه. على سبيل المثال ، يمكن أن يشعر جلد الإنسان بالتغيرات البيئية المختلفة ، بما في ذلك الضغط وتشوه السطح وتقلبات درجة الحرارة ، وذلك ببساطة عن طريق التقاط الإشارات الإلكترونية القائمة على الأيونات.
بشرة أيونية هجينة ذاتية الشفاء مع بنية ألياف نانوية تعتمد على التكنولوجيا الحيوية لجلد الإنسان الحقيقي. الصورة: وانج وآخرون.
مستوحى من التركيب الطبيعي للبشرةيا رجل ، ابتكر المهندسون نموذجًا اصطناعيًا يعتمد على علامة نانوية ذاتية الشفاء ومصفوفة أيونية. يعيدون إنتاج وظائف الكولاجين والإيلاستين (بروتين النسيج الضام) ، على التوالي. والنتيجة هي مادة لينة ولكنها تصبح صلبة عند شدها. تُعرف هذه الخاصية باسم صلابة الإجهاد. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الجلد الاصطناعي الجديد يشفي ذاتيًا بعد التلف ، ويقاوم التعب ، ويستجيب بسرعة لتشوهات الشكل ، وهو أمر مهم بشكل خاص للتطبيقات الحسية.
مستوحى من ألياف نانوية قابلة للإصلاحبنية الجلد ، ابتكر المهندسون جلدًا أيونيًا صناعيًا من خلال دمج سقالة شبكية نانوية مرنة ذاتية الشفاء في مصفوفة أيونية ناعمة أخرى ذاتية الشفاء. تم الحصول على nanotag عن طريق الغزل الكهربائي لمادة البولي يوريثين الاصطناعية ، وهي ذاتية الشفاء بسبب تبادل روابط ثاني كبريتيد في درجة حرارة الغرفة. تم تحضير المصفوفة الأيونية عن طريق تبخير محلول مائي من حمض بولي أكريلاميد - أكريليك وحمض الهيالورونيك و CaCl₂ (كلوريد الكالسيوم).
أظهرت التجارب أنه حتى 10000 دورة من الشد لا تضر الجلد. تبلغ عتبة التعب المحسوبة للجلد الأيوني الهجين تقريبًا ضعف تلك الموجودة في عضلات الإنسان.
قراءة المزيد:
ناسا تكشف كيف يبدو مستقبل النظام الشمسي
قام الفيزيائيون بتبريد الذرات لتسجيل درجات الحرارة. إنها أبرد بمليار مرة من الفضاء الخارجي.
يشرح الباحثون سبب تصادم الهند وآسيا بسرعة كبيرة
صورة الغلاف: كاي جاكوبسون / كلية العلوم التطبيقية بجامعة كولومبيا البريطانية ، من دراسة أخرى عن الجلد الأيوني