На пути к «электронной коже»: российские ученые создали чувствительные датчики

Разработанные российскими учеными датчики на основе биокомпозита обладают чувствительностью, сравнимой с таковой у рецепторов пальцев. Они могут использоваться как для «электронной кожи», так и помочь избежать биопсии.

Исследователи из НИУ МИЭТ и Сеченовского университета разработали и запатентовали чувствительные датчики из биосовместимого материала, которые могут стать основой для создания «электронной кожи». Работа ученых опубликована в журнале Micromachines.

При разработке «электронной кожи» специалисты стремятся как можно точнее воссоздать функции человеческой сенсорной системы. Наиболее чувствительные ее рецепторы находятся на кончике языка и пальцев рук человека — их диапазон давления составляет от 20 до 50 паскалей.

Российские ученые создали на основе биологически совместимого материала две группы чувствительных датчиков деформации — тактильные и растягиваемые. Их чувствительным элементом служит тонкая — толщиной меньше микрометра — пленка из композита либо с бычьим сывороточным альбумином (белком крови) либо с целлюлозой или полимером. Кроме того, в материал добавлены в небольшом количестве — меньше 1% — углеродные нанотрубки.

Свойства пленки повысили с помощью обработки лазером. Получившиеся датчики позволяют с высокой точностью регистрировать различные формы деформации — их чувствительность составляет от 20 до 60 паскалей. Кроме того, датчики позволяют определять формы поверхности — растягивание, изгиб, выпуклость, вогнутость. Разработанная для них система позволяет распознать жесты с точностью до 94%.

По мнению разработчиков, их датчики могут применяться не только для устройств «электронной кожи», но и в малоинвазивной хирургии — для завязывания узлов, контроля режущего инструмента при операции. Кроме того, они помогут избавиться от болезненной процедуры биопсии — взятия тканей из организма — в новом типе эндоскопа.