Чувствительную искусственную кожу разработали в Нанкинском университете

Однослойную гидрогелевую искусственную кожу SHARK разработали исследователи Нанкинского университета, 14 августа сообщает журнал National Science Review.

Ученые впервые сконструировали однослойный композитный гидрогель с объемными емкостными соединениями. Механические датчики состоят из диэлектрического графена с пептидным покрытием (PCG), равномерно распределенным в гидрогелях в виде двойных электрических слоев.

Всю систему можно рассматривать как объемный конденсаторный переход, образованный последовательно-параллельным соединением многочисленных микроконденсаторов. Таким образом, кожа SHARK имеет большие эквивалентные площади двойного электрического слоя и, следовательно, более высокую чувствительность, чем плоские гидрогелевые датчики.

Любые механические движения, которые влияют на микроскопическое распределение PCG в гидрогелях, могут значительно изменить общую емкость.

«Микроконденсаторы рассеяны в гелевой матрице кожи, образуя распределенные, но взаимосвязанные механо-датчики, похожие на кожу человека», — говорит профессор Йи Цао.

Благодаря сильным, но динамичным межфазным взаимодействиям между гидрогелевой сетью и графеном, искусственные гидрогелевые оболочки могут растягиваться в 77 раз по сравнению с их первоначальной длиной и полностью восстанавливать свои механические и электрические свойства менее чем за минуту.

Они обладают высокой чувствительностью с коэффициентом измерения деформации 1,39 и могут эффективно определять напряжение и давление как в воздушной, так и в водной среде. Кроме того, они могут быть восстановлены и доступны для печати, что делает удобным создание сенсорных чипов на основе SHARK.