Светящаяся искусственная кожа реагирует на давление

В последние годы было испробовано много подходов в создании искусственной кожи. Исследователи из Корннельского университета в Нью-Йорке разработали многофункциональную искусственную кожу, как у головоногих, которая растягивается, реагирует на давление и излучает свет. Эта кожа превосходит некоторые предыдущие модели по эластичности, поэтому может быть применена в электронике и робототехнике.

Исследователи были вдохновлены осьминогами, которые общаются и маскируются с помощью изменения цвета и благодаря своей гибкости. Полученный материал назвали HLEC, что расшифровывается приблизительно как гиперэластичный светоизлучающий конденсатор. Он состоит из двух прозрачных слоев-электродов, сделанных из гидрогеля. Между ними ученые поместили слой эластомера-диэлектрика, в состав которого входит люминофор на основе сульфида цинка. Такая конструкция HLEC позволяет ему даже при шестикратном растяжении не терять яркости.

Конденсаторы, которые реагируют на деформации и изменения давления, могут выступать в качестве датчиков. Растяжение искусственной кожи увеличивает электрическое поле, заставляя его излучать больше света. Добавление различных металлов в конденсаторах создает различные цвета: низкие и высокие концентрации меди дают зеленый и синий цвет, а марганец — желтый. Также материал выдерживает нагрузки вдвое большие, чем существующие эластичные дисплеи.

Ученые использовали HLEC в качестве индикаторов, соединив последовательно три элемента. Постепенное растяжение и сжатие трех плат заставляют червеподобного робота передвигаться, а свечение «пикселей» указывает на ту часть робота, которая сейчас деформирована.

Авторы считают, что найдется несколько различных применений этой технологии в зависимости от желаемых результатов, применяя различные полимеры. Например, в робототехнике позволит роботам реагировать изменением цвета на изменение окружающей среды – отвечать на настроение человека или атмосферу в комнате.

По материалам sciencemag.org и phys.org