Sensori simili alla pelle aiutano ad avanzare la pelle ionica artificiale

Un gruppo di ricercatori dell’Università di Toronto ha sviluppato sensori super-stretchy, trasparenti e autoalimentati che aiuteranno ad avanzare la pelle ionica artificiale. Il sensore è in grado di registrare le complesse sensazioni della pelle umana, che era una delle grandi barriere per lo sviluppo di una pelle artificiale simile alla vera.

La nuova tecnologia è chiamata AISkin, e i ricercatori ritengono che la nuova tecnologia sarà importante nell’elettronica indossabile, nell’assistenza sanitaria personale e nella robotica.

Il laboratorio del professor Xinyu Liu sta lavorando sulle aree di innovazione della pelle ionica e della robotica morbida.

“Poiché si tratta di idrogel, è economico e biocompatibile – puoi metterlo sulla pelle senza alcun effetto tossico. È anche molto adesivo e non si stacca, quindi ci sono così tante strade per questo materiale”, secondo il professor Liu.

L’AISkin è adesivo e consiste in due fogli di sostanze stretchable con cariche opposte. Queste sostanze sono note come idrogel. I ricercatori sovrappongono ioni negativi e positivi per creare una “giunzione di rilevamento” sulla superficie del gel.

La giunzione di rilevamento funziona ogni volta che l’AISkin è sottoposto a sollecitazione, umidità o cambiamenti di temperatura, che causano movimenti di ioni controllati attraverso di essa. Questi possono quindi essere misurati come segnali elettrici come tensione o corrente.

“Se guardi la pelle umana, come percepiamo il calore o la pressione, le nostre cellule neurali trasmettono informazioni attraverso ioni – non è così diverso dalla nostra pelle artificiale”, dice Liu.

L’AISkin è sia resistente che stretchable.

Binbin Ying è un candidato PhD in visita dall’Università McGill e sta guidando il progetto nel laboratorio di Liu.

Secondo Ying, “La nostra pelle umana può stirarsi fino al 50%, ma la nostra AISkin può stirarsi fino al 400% della sua lunghezza senza rompersi”.

I ricercatori hanno pubblicato i loro risultati su Materials Horizons.

La nuova AISkin può portare allo sviluppo di tecnologie come Fitbit simili alla pelle che possono misurare più parametri del corpo. Altre tecnologie includono un touchpad adesivo che può attaccarsi alla superficie della tua mano.

“Potrebbe funzionare per gli atleti che cercano di misurare la durezza del loro allenamento, o potrebbe essere un touchpad indossabile per giocare”, secondo Liu.

La tecnologia potrebbe anche misurare i progressi fatti nella riabilitazione muscolare.

“Se mettessi questo materiale su un guanto di un paziente che si riabilita la mano, ad esempio, i lavoratori sanitari potrebbero monitorare i movimenti di flessione delle dita”, dice Liu.

La tecnologia potrebbe anche svolgere un ruolo nel campo della robotica morbida, o robot flessibili realizzati con polimeri. Uno degli usi potrebbe essere con gripper robotici morbidi che gestiscono oggetti delicati all’interno di fabbriche.

I ricercatori sperano che l’AISkin sarà integrato su robot morbidi per misurare dati, come la temperatura del cibo o la pressione necessaria per gestire certi oggetti.

Il laboratorio lavorerà ora per avanzare l’AISkin e ridurre le dimensioni dei sensori. Le capacità di biosensing saranno aggiunte al materiale, che consentiranno di misurare biomolecole nei fluidi corporei.

“Se avanziamo ulteriormente questa ricerca, potrebbe essere qualcosa che indossiamo come una ‘benda intelligente'”, dice Liu. “La guarigione delle ferite richiede respirabilità, equilibrio dell’umidità – la pelle ionica sembra il passo naturale successivo”.