Investigadores de la Universidad Donghua en China y del Centro Jülich para la Ciencia de Neutrones (JCNS) en Alemania recientemente
En los últimos años, la robótica de todo el mundoestán intentando crear sistemas artificiales que se parezcan a partes del cuerpo humano y reproduzcan sus funciones. Estos incluyen piel artificial, una capa protectora que también mejorará las capacidades sensoriales de los robots.
“Como sabemos, la piel es el mayorun órgano del cuerpo humano que actúa como una capa protectora y una interfaz sensorial para mantener nuestro cuerpo sano y receptivo”, dijo a TechXplore Shentong Sun, uno de los autores del estudio. "Con el rápido desarrollo de la inteligencia artificial y la robótica blanda, los ingenieros están tratando de cubrir a los robots humanoides con piel artificial que reproduzca todas las propiedades mecánicas y sensoriales de un ser humano, para que puedan percibir el entorno externo en constante cambio, tal como nosotros".
Porque la piel humana essistema muy complejo, es extremadamente difícil imitar todas sus funciones. Por ejemplo, la piel humana puede detectar varios cambios ambientales, incluida la presión, la deformación de la superficie y las fluctuaciones de temperatura, simplemente captando señales electrónicas basadas en iones.
Piel iónica híbrida autorreparable con una estructura de nanofibras basada en la biotecnología de la piel humana real. Imagen: Wang et al.
Inspirado en la estructura natural de la piel.hombre, los ingenieros han creado uno artificial basado en una nanoetiqueta autorreparable y una matriz iónica. Reproducen las funciones del colágeno y la elastina (proteína del tejido conjuntivo), respectivamente. El resultado es un material que es suave pero se vuelve duro cuando se estira. Esta propiedad se conoce como rigidez a la deformación. Además, la nueva piel artificial se autocura después del daño, es resistente a la fatiga y responde rápidamente a las deformaciones de la forma, lo que es especialmente importante para las aplicaciones sensoriales.
Inspirado en nanofibras reparablesestructura de la piel, los ingenieros crearon una piel iónica artificial mediante la incorporación de un andamio de nanomalla elástica autorreparable en otra matriz iónica suave autorreparable. La nanoetiqueta se obtuvo por electrospinning de un poliuretano sintético, que es autorreparable debido al intercambio de enlaces disulfuro a temperatura ambiente. La matriz iónica se preparó evaporando una solución acuosa de poliacrilamida-ácido acrílico, ácido hialurónico y CaCl₂ (cloruro de calcio).
Los experimentos han demostrado que incluso 10.000 ciclos de estiramiento no dañaron la piel. El umbral de fatiga calculado de la piel iónica híbrida es casi el doble que el de los músculos humanos.
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Foto de portada: Kai Jacobson/Facultad de Ciencias Aplicadas de la UBC, de otro estudio de la piel iónica