Самый большой орган человека воссоздали в лаборатории. Он в два раза прочнее нашего

Новая искусственная кожа очень мягкая, но легко самовосстанавливается. Подробности о разработке опубликованы в журнале Nature Communications.

Исследователи из Университета Дунхуа в Китае и Юлихского центра нейтронных наук (JCNS) в Германии недавно разработали новую искусственную ионную кожу на основе самовосстанавливающейся эластичной нанометки. Эта переплетенная структура напоминает человеческую кожу.

В последние годы робототехники со всего мира пытаются создать искусственные системы, которые напоминают части человеческого тела и воспроизводят их функции. К ним относятся искусственная кожа — защитный слой, которые также улучшит сенсорные возможности роботов.

«Как мы знаем, кожа — это самый большой орган человеческого тела, который действует как защитный слой и сенсорный интерфейс, чтобы сохранить наше тело здоровым и восприимчивым, — сказал TechXplore Шэнтонг Сан, один авторов исследования. — С быстрым развитием искусственного интеллекта и мягкой робототехники инженеры пытаются покрыть роботов-гуманоидов искусственной кожей, которая воспроизводит все механические и сенсорные свойства человеческой, чтобы они воспринимали постоянно меняющуюся внешнюю среду, как и мы».

Поскольку человеческая кожа представляет собой очень сложную систему, имитировать все ее функции чрезвычайно сложно. Например, кожа человека может ощущать различные изменения окружающей среды, включая давление, деформацию своей поверхности и колебания температуры, просто улавливая электронные сигналы на основе ионов.

Самовосстанавливающаяся гибридная ионная кожа с нановолокнистой структурой, созданной на основе биотехнологий настоящей человеческой кожи. Изображение: Ван и др.

Вдохновившись естественной структурой кожи человека, инженеры создали искуственную — на основе самовосстанавливающейся нанометки и ионной матрицы. Они воспроизводят функции коллагена и эластина (белок соединительной ткани) соответственно. В результате получился материал, который мягкий, но становится твердым при растяжении. Это свойство известно как жесткость при деформации. Кроме того, новая искусственная кожа самостоятельно восстанавливается после повреждения, устойчива к усталости и быстро реагирует на деформации формы, что особенно важно для сенсорных приложений.

Вдохновленные репарируемой нановолокнистой структурой кожи, инженеры создали искусственную ионную кожу, внедрив самовосстанавливающийся эластичный наносетчатый каркас в другую самовосстанавливающуюся мягкую ионную матрицу. Нанометку получили путем электропрядения синтетического полиуретана, который самовосстанавливается за счет обмена дисульфидными связями при комнатной температуре. Ионную матрицу изготовили, выпаривая водный раствор полиакриламид-акриловой кислоты, гиалуроновой кислоты и CaCl₂ (хлорид кальция).

Эксперименты показали, что кожу не повредили даже 10 000 циклов растяжения. Расчетный порог усталости гибридной ионной кожи почти в два раза выше, чем у человеческих мышц.

Читать далее:

НАСА показало, как выглядит будущее Солнечной системы

Физики охладили атомы до рекордной температуры. Они в миллиарды раз холоднее космоса

Исследователи объяснили, почему Индия и Азия столкнулись очень быстро

Фото на обложке: Kai Jacobson/UBC Faculty of Applied Science, из другого исследования ионной кожи

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Астрономы сфотографировали «детство Вселенной» до появления галактик
Космос
Прощальные кадры: лунный модуль сфотографировал закат на Луне
Наука
Гены загадочных предков людей повлияли на работу мозга, показало исследование
Наука
В Петербурге открыли лабораторию для создания компьютеров, которые имитируют работу мозга
Наука
Телескоп «Евклид» показал 26 млн галактик: опубликованы первые результаты миссии
Космос
Крошечных морских животных увеличили в пять раз, чтобы рассмотреть их клетки
Наука
В Сеченовском Университете появится «умная» операционная 
Новости
Операторы связи начали заменять китайское оборудование на российское
Новости
В России хотят обязать использование отечественных процессоров для ИИ
Новости
Посмотрите на первого робота-гуманоида Nvidia в действии
Новости
Образцы с обратной стороны Луны показали, какой она была в прошлом
Космос
Морские интернет-кабели научились «прослушивать» на предмет саботажа
Новости
Нового рекорда на термоядерном синтезе добились в России
Наука
Российские ученые разработали материалы для памяти будущего  
Наука
Выяснилось, какие мутации ДНК ускоряют старение  
Наука
«Суперджет» с российскими двигателями ПД-8 впервые поднялся в воздух
Новости
Светочувствительные нановолокна ускорили рост нейронов  
Наука
ChatGPT может «заболеть» тревожностью и депрессией, но есть способ его «успокоить»  
Новости
Москва сократила выбросы углерода на 190 000 тонн благодаря электробусам  
Новости
Игуаны совершили рекордное путешествие миллионы лет назад: они проплыли по океану 8 000 км
Наука