به گزارش فرارو، برخلاف پوست های هوشمند ساخته شده از پلاستیک و فلز، هیدروژل ها نرمی پوست طبیعی تری را دارند. این ویژگی حس طبیعی تری به بازوی مصنوعی یا دست رباتی که روی آن نصب شده است، می دهد و پوشیدن آن ها را راحت می کند. هیدروژل ها میتوانند هنگام لمس ولتاژ ایجاد کنند؛ دانشمندان هنوز متوجه چگونگی این موضوع نشده اند.
تیمی از محققان در UBC یک آزمایش منحصر به فرد را به این منظور طراحی کردند. "یوتا" سرپرست تیم تحقیق، می گوید:« نحوه کار حسگر های هیدروژل به اینصورت است که در واکنش به محرک ها، مانند فشار یا لمس، ولتاژ و جریان تولید می کنند؛ چیزی که ما آن را پیزویونی می نامیم. ولی ما دقیقاً نمی دانستیم این ولتاژ ها 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. او تحت نظارت "دکتر جان مدن"، محقق UBC، حسگر های هیدروژل حاوی نمک هایی با یون های مثبت و منفی در اندازه های مختلف را ابداع کرد.
او و همکارانش در دپارتمان های فیزیک و شیمی UBC از میدان های مغناطیسی برای ردیابی دقیق نحوه حرکت یون ها در هنگام اعمال فشار به حسگر استفاده کردند. پس از اعمال فشار بر روی ژل، یون های مایع با سرعت های مختلفی پخش می شوند و یک سیگنال الکتریکی ایجاد می کنند. یون های مثبت که تمایل به کوچک تر بودن دارند، سریع تر از یون های بزرگتر و منفی حرکت می کنند. توزیعی که یک میدان الکتریکی ایجاد می کند، باعث می شود یک حسگر پیزویونی کار کند. محققان می گویند این دانش جدید تائید می کند که هیدروژل ها به روشی مشابه نحوه تشخیص فشار توسط انسانها عمل می کنند و همچنین از طریق حرکت یون ها در پاسخ به فشار، کاربرد های جدیدی برای پوست های یونی ایجاد می کنند.
"دکتر مدن" می گوید: «یک کاربرد مهم، ایجاد حسگر هایی است که مستقیماً با سلول ها و سیستم عصبی تعامل دارند، زیرا ولتاژها، جریان ها و زمان های پاسخ مانند غشای سلول (غشای پلاسمایی) است. هنگامی که حسگر خود را به یک عصب متصل می کنیم، سیگنالی در عصب تولید می کند. عصب نیز به نوبه خود انقباض عضلانی را فعال می کند.» یک بازوی مصنوعی پوشیده از یک پوست یونی را تصور کنید. پوست یک شیء را از طریق لمس یا فشار حس می کند، آن اطلاعات را از طریق اعصاب به مغز منتقل می کند و سپس مغز موتور های موردنیاز برای بلند کردن یا نگه داشتن آن جسم را فعال می کند. توسعه پوست حسگر بهمراه رابط اعصاب با استفاده از این رابطه بیونیک قابل تصور است.
یکی دیگر از کاربرد های پوست یونی، سنسور هیدروژل نرم است که بر روی پوست پوشیده می شود و میتواند علایم حیاتی بیمار را تحت نظر داشته باشد. میتوان آینده ای را تصور کرد که در آن از "یونترونیک" ژله مانند برای ایمپلنت های بدن استفاده شود. مفاصل مصنوعی را میتوان بدون ترس از رد شدن در داخل بدن انسان کاشت. دستگاه های یونی را می توان به عنوان بخشی از غضروف مصنوعی زانو بهمراه حسگر های هوشمند استفاده کرد. به عنوان مثال ، یک ایمپلنت ژل پیزویونیک امکان دارد دارو ها را بر اساس میزان فشاری که احساس می کند، آزاد کند. دکتر مدن افزود که بازار پوست های هوشمند در سال ۲۰۱۹ حدود ۴.۵ میلیارد دلار تخمین زده می شود و هم چنان نیز به رشد خود ادامه می دهد. پوست های هوشمند را میتوان در لباس ادغام کرد یا مستقیماً روی پوست قرار داد و پوست های یونی یکی از فناوری هایی هستند که میتوانند این رشد را بیشتر کنند.
- 15
- 2
