Кожа является не только защитным барьером для наших внутренних органов, но и одним из самых ценных инструментов нервной системы для восприятия внешнего мира. Таким образом, люди, перенесшие тяжелые ожоги, ампутации или другие травмы, не могут испытать тактильную чувствительность к определенным частям тела. Здесь на помощь приходит новая технология, которая поможет восстановить тактильные ощущения. Команда ученых из Стэнфордского университета создала «электронную кожу», которая имитирует настоящую и предлагает сенсорные функции для всего тела и будущих протезов.
«Электронная кожа» или E-skin немного похожа на сверхтонкую наклейку, но на самом деле она гораздо сложнее. Один слой прозрачной кожи состоит из мягкой интегральной схемы, которая запитывается от 5 вольт (лишь малая часть от 30-вольтового начального напряжения). Трехслойная структура электронной кожи является диэлектрической и состоит из внутренних слоев, которые позволяют интегральной схеме использовать более низкое напряжение. Каждый слой содержит органические наноструктуры, которые могут быть спроектированы индивидуально для восприятия различных сенсорных сигналов; один слой может определять температуру, другой помогает пользователю ощущать предмет.
Сами по себе эти слои образуют материал толщиной менее микрона. Материал настолько тонкий, что с ним тяжело работать, поэтому команда добавила мягкую подложку, которая поддерживает интегральную схему и повышает ее долговечность. Получившийся продукт такой же тонкий, как лист бумаги или такой же тонкий, как внешний слой кожи человеческого тела.
В эксперименте с участием крыс исследователи стимулировали электронную кожу с помощью компьютера, наблюдая за реакцией нервов. Надавливание или воздействие теплой температуры на кожу вызывало подергивание лапки и нервные сокращения, доказывая, что технология может предоставить осязание. Не менее важно и то, что электронную кожу можно многократно сгибать и растягивать, не разрывая и не повреждая внутреннюю схему.
Стэнфордская электронная кожа может когда-нибудь вернуть сенсорные способности людям с различными заболеваниями. Ее также можно будет интегрировать в реалистичные протезы, что повысит мобильность пользователя и позволит ему чувствовать протез. Но все это, вероятно, находится в далеком будущем. Поскольку электронная кожа сделана из органических материалов, она может не прослужить долго после того, как будет интегрирована в человеческое тело. К тому же, она пока способна улавливать только колебания давления и температуры.