Viele der größten Erfindungen der Welt waren inspiriert von Natur aus. Einige Beispiele sind japanische Hochgeschwindigkeitszüge, die ihre Form vom aerodynamischen Eisvogel und Klettverschluss annehmen, die von Graten aus Unkraut inspiriert wurden.
Kürzlich Wissenschaftler aus der Nationale Universität von Singapur hat sich von Quallen inspirieren lassen, um eine selbstheilende, dehnbare, berührungsempfindliche elektronische Haut zu entwickeln, die Anwendungen zur Entwicklung von weichen Robotern und sogar wasserfesten Touchscreens haben könnte.
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"Wir haben uns gefragt, wie wir ein künstliches Material herstellen können, das die Wasserbeständigkeit von Quallen nachahmt und dennoch berührungsempfindlich ist", sagte Benjamin Tee, leitender Forscher der Studie, in einer Pressemitteilung.
Das Forschungsteam unter der Leitung von Assistenzprofessor Benjamin Tee hat ein Jahr gebraucht, um das Material in Zusammenarbeit mit der Tsinghua University und der University of California Riverside zu entwickeln.
Dehnbare Haut empfindlich auch bei Nässe
Assistenzprofessor Benjamin Tee war Teil des Teams, das 2012 die erste selbstheilende Haut entwickelte. „Eine der Herausforderungen bei vielen selbstheilenden Materialien besteht heute darin, dass sie nicht transparent sind und im nassen Zustand nicht effizient arbeiten." er sagte.
„Diese Nachteile machen sie für elektronische Anwendungen wie Touchscreens, die häufig bei nassem Wetter verwendet werden müssen, weniger nützlich.“
Tee fuhr fort: „Mit dieser Idee haben wir begonnen, Quallen zu untersuchen - die transparent sind und die feuchte Umgebung wahrnehmen können. Deshalb haben wir uns gefragt, wie wir ein künstliches Material herstellen können, das die wasserfeste Natur nachahmtvon Quallen und doch auch berührungsempfindlich sein. ”
Das Team hat sein Ziel erreicht, indem es ein Gel aus einem Polymer auf Fluorkohlenstoffbasis mit einer fluorreichen ionischen Flüssigkeit hergestellt hat. In Kombination interagiert das Polymernetzwerk mit der ionischen Flüssigkeit über hochreversible Ionen-Dipol-Wechselwirkungen, wodurch dies möglich wirdSelbstheilung.'
Früher selbstheilende Materialien sind im nassen Zustand angeschwollen und im trockenen Zustand geschrumpft. Dieses einzigartige Material kann seine Form sowohl in nasser als auch in trockener Umgebung beibehalten und im Meerwasser und sogar in sauren oder alkalischen Umgebungen effektiv arbeiten.
Softroboter menschlicher
Die Haut wird durch Drucken des neuartigen Materials in elektronische Schaltkreise erzeugt. Die elektrischen Eigenschaften des Materials ändern sich, wenn es berührt oder gedrückt wird oder unter Belastung steht. Diese Änderungen können dann gemessen und in lesbare elektrische Signale umgewandelt werden, auf die dann angewendet werden kanneine Vielzahl verschiedener Sensoranwendungen.
„Die 3D-Bedruckbarkeit unseres Materials zeigt auch Potenzial für die Schaffung vollständig transparenter Leiterplatten, die in Roboteranwendungen verwendet werden können. Wir hoffen, dass dieses Material zur Entwicklung verschiedener Anwendungen in neuen Arten von weichen Robotern verwendet werden kann“, fügte Assistenzprofessor Tee hinzu, der auch vom NUS Biomedical Institute for Global Health Research and Technology ist.
Die weichen, dehnbaren und wasserdichten Materialien haben viele Vorteile. Sie können verwendet werden, um die Lücke zwischen ihnen weiter zu schließen. Mensch und Maschine . Aufgrund seiner weichen Eigenschaften ist es für Interaktionen zwischen Mensch und Maschine besser geeignet. Die Fähigkeit des Materials zur Selbstheilung könnte auch den Weg für Elektronik ohne Abfall ebnen.
Derzeit fallen jedes Jahr Millionen Tonnen Abfall aus weggeworfenen defekten elektronischen Geräten an. Weiche Geräte, die sich selbst heilen können, bedeuten möglicherweise viel weniger Elektronikschrott auf der Welt.