Хотя ученые-материаловеды в последнее время разработали несколько искусственных кожных покровов, также называемых электронными или ионными кожными покровами, большинство из этих систем могут воспроизводить лишь часть естественных свойств кожи.
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, переплетенной структуры, напоминающей человеческую кожу. Эта искусственная кожа мягкая, не вызывает усталости и самовосстанавливается.
![кожа, искусственная кожа]("files/journal/tehnologii/10.09.22_kitajskim-issledovatelyam-udalos-proizvesti-3d-nanopechat-s-ispolzovaniem-poluprovodnikovyix-kvantovyix-tochek/1.jpg)
Самовосстанавливающаяся гибридная ионная кожа с нановолокнистой структурой, созданной на основе биотехнологий настоящей человеческой кожи. (Wang et al.).
Поскольку человеческая кожа представляет собой очень сложную и изощренную 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. Она на ощупь мягкая, но при растяжении становится очень упругой.
Кожа также может естественным образом заживлять раны за несколько дней, полностью восстанавливая свою структуру и функции. Что еще более важно, в течение примерно 1 миллиона циклов деформации в год наряду с движениями тела свойства кожи не ухудшаются, что свидетельствует об очень хороших свойствах против усталости.
Черпая вдохновение из естественной структуры кожи, исследователи создали новую искусственную кожу на основе самовосстанавливающейся нанометки и ионной матрицы, которые могут воспроизводить заданные функции. В результате получился похожий на кожу материал, который является мягким, но становится твердым при растяжении — свойство, известное как «жесткость при деформации». Кроме того, такая искусственная кожа может самостоятельно заживлять повреждения в течение короткого периода времени (восстанавливаться после повреждения), устойчива к усталости и быстро реагирует на деформации формы, что особенно желательно для сенсорных приложений.
В первоначальных оценках система искусственной кожи дала очень многообещающие результаты. Команда обнаружила, что даже с предварительно вырезанной выемкой она не разрушалась в течение более 10 000 циклов растяжения. Расчетный порог усталости гибридной ионной кожи почти в два раза выше, чем у человеческих мышц.
В будущем искусственная кожа может помочь в разработке роботов-гуманоидов, которые более устойчивы к усталости, лучше работают и не так легко повреждаются с течением времени.
