'e-Skin' چې د بیولوژیکي پوټکي او د هغې دندې تقلید کوي

د نوي ډول د خراب، ځان درملنې او په بشپړه توګه د بیا کارولو وړ "برقی پوستکي" کشف د روغتیا څارنې، روبوټکس، پروسټیټکس او پرمختللي بایو میډیکل وسایلو کې پراخ غوښتنلیکونه لري.

په خپریدو کې یوه مطالعه د ساینس پرمختګ یو نوی بریښنایی پوټکی (یا په ساده ډول e-skin) ښیې چې د انسان په پرتله د خرابوالي ، ځان درملنې او بشپړ ریسایکل کولو په شمول ډیری ملکیتونه لري د پوستکي¹. پوستکی، زموږ ترټولو لوی عضوی، د غوښې پوښ دی کله چې له بهر څخه لیدل کیږي. زموږ پوټکی یو ډیر متقابل ارګان دی چې د پنروک په توګه کار کوي، د محیطي ډال په توګه کار کوي او زموږ بدن د مختلفو خارجي خطرونو یا عواملو څخه ساتي لکه د لمر زیانمنونکي. د پوټکي ځینې دندې د بدن د تودوخې تنظیم کول، د زهرجن موادو له مینځلو څخه د بدن ساتنه او همدارنګه د زهرجن موادو اخراج (د خولې سره یوځای)، میخانیکي او معافیتي ملاتړ او د مهمو موادو تولید. ويټامين ډي کوم چې زموږ د هډوکو لپاره خورا مهم دی. پوټکی هم یو لوی سینسر دی چې د کافي اعصابو سره سمدستي دماغ سره اړیکه نیسي.

په ټوله نړۍ کې څیړونکي د مختلف ډولونو او اندازو په جوړولو کار کوي چې د اغوستلو وړ دي e-skinsد نقل کولو هڅه کولو هدف سره بيولوژيکي پوستکي او د هغې مختلف دندې. د نرم او منحني انسان پوټکي سره بې سیمه ادغام لپاره انعطاف وړ او پراخه کولو وړ وسیلو ته قوي اړتیا شتون لري. نانوسکل (۱۰^-9m) مواد کولی شي اړین میخانیکي او بریښنایی استقامت چمتو کړي د سخت سیلیکون ځای په ځای کړي کوم چې معمولا دمخه کارول شوي. د متحده ایالاتو د بولډر په کولوراډو پوهنتون کې د ډاکټر جیانلینګ ژیاو په مشرۍ ټیم په بریالیتوب سره مصنوعي بریښنایی پوټکي (e-skin) رامینځته کړی چې هدف یې د انسان د پوټکي حسي لمس په روبوټونو او مصنوعي موادو ژباړل دي. دا هڅه په راتلونکي کې د "اغوستلو وړ" ټیکنالوژۍ په لور روانه ده چې په طبي ، ساینسي او انجینرۍ برخو کې به لوی ظرفیت او ارزښت ولري.

ای پوټکی: د ځان درملنه او د بیا کارولو وړ

الکترونیکي پوستکی یو نری، شفاف مواد دی چې د a ناول د covalently bonded متحرک پولیمر شبکې ډول، چې د پولیمین په نوم یادیږي، کوم چې د میخانیکي ځواک، کیمیاوي ثبات او بریښنایی چال چلن د ښه کولو لپاره د سپینو زرو نانو ذراتو سره پوښل شوی. دا الکترونیکي پوستکي د فشار، تودوخې، رطوبت او د هوا جریان اندازه کولو لپاره سینسرونه هم لري. دا الکترونیکي پوستکي د پام وړ ګڼل کیږي ځکه چې دا د ډیری ځانګړتیاوو سره یوځای شوي چې دا د انسان پوستکي خورا نږدې تقلید کوي. دا خورا خراب دی او په اسانۍ سره په منحل سطحونو (د مثال په توګه د انسان لاسونه او پښې ، روبوټیک لاسونه) کې د معتدل تودوخې او فشار په پلي کولو سره پرته له ډیر فشارونو معرفي کیدی شي. دا د ځان درملنې حیرانونکي ملکیتونه لري چیرې چې د هر ډول کټ یا زیان په صورت کې چې د بهرني حالت له امله رامینځته کیږي ، ای پوټکي د دوه جلا شوي اړخونو ترمینځ کیمیاوي بانډونه رامینځته کوي ترڅو د خپل مناسب فعالیت لپاره میټرکس بحال کړي او خپل اصلي تړل شوي حالت ته راستون شي.

که چیرې دا بریښنایی پوټکي د کوم حالت له امله د کارونې وړ نه وي ، نو دا په بشپړ ډول بیا کارول کیدی شي او په یو نوي بریښنایی پوټکي کې د ریسایکل کولو محلول کې ځای په ځای کولو سره بدل کیدی شي چې د بریښنایی پوټکي موجوده توکي "مایع کوي" او په "بدلوي" نوی" e-skin. دا د ریسایکل کولو محلول - په ایتانول کې د دریو سوداګریزو موجودو کیمیاوي مرکباتو مخلوط - پولیمر او د سلور نانو پارټیکل د محلول په پای کې ډوب کوي. دا تخریب شوي پولیمرونه د نوي فعال بریښنایی پوټکي جوړولو لپاره نوي کارول کیدی شي. دا د ځان درملنه او بیا کارولو وړتیا چې د خونې په تودوخې کې د لاسته راوړلو وړ ده د کارول شوي پولیمر کیمیاوي اړیکې ته منسوب کیږي. د پولیمین د پولیمیریک شبکې ګټه دا ده چې دا بیرته راګرځیدونکي او مات کیدی شي او د ډیری دودیزو ترموسټاټ موادو برعکس مات کیدی شي او نه هم د دوی سره تړل شوي پولیمریک شبکې کې د نه بدلیدونکي بانډونو له امله نه بیا شکل کیدی شي یا بیا پروسس یا ریسایکل کیدی شي. دا پخپله د انسان د پوټکي په پرتله خورا پیاوړی دی او دا د بدیل پرځای د هغې د ودې په توګه کارول کیدی شي. دا د لمس کولو لپاره هم خوندور دی او تقریبا د ریښتیني پوټکي په څیر احساس کوي کوم چې ممکن په راتلونکي کې دا د بریښنایی وسیلو په څیر د پوښښ اجنټ په توګه رامینځته کړي.

د چاپیریال دوستانه او ټیټ لګښت لرونکي بریښنایی پوټکي ملکیتونه ستایل شوي او دا ډول بریښنایی پوټکي کولی شي د بریښنایی کثافاتو او چاپیریال اغیزې خورا کم کړي او په بیلابیلو برخو کې د تولید کونکو سره خورا د کارونې وړ او مشهور کیدی شي. که څه هم دا اوس مهال خورا لرې ښکاري، دا د بیا کارولو ټیکنالوژي هم په ورته ډول په زاړه الکترونیکي توکو کې هم کارول کیدی شي. په حقیقت کې، د عصري ورځې فټنس ټریکرونه او روغتیا څارونکي یوځل چې زیانمن شوي د بریښنایی کثافاتو راټولولو چاپیریال پورې اړوند ستونزو ته وده ورکوي. ای پوټکی زموږ د غاړې شاوخوا یا زموږ په لاسونو کې اغوستل کیدی شي او دا د انعطاف وړ اغوستلو وړ یا لنډمهاله ټاټو په څیر کیدی شي او هرکله چې زیانمن شي دوی بیا کارول کیدی شي او بیا کارول کیدی شي. څرنګه چې ای پوټکی انعطاف منونکی دی ، نو دا د اغوستلو سره سم تنظیم کیدی شي او مینځل کیدی شي. ټیکنالوژي د هوښیارانو لپاره لارې خلاصوي روباټیکونه په کوم کې چې دا ډول خوندور احساس او راحته بریښنایی پوټکی د روبوټ یا مصنوعي غړو په شاوخوا کې پوښل کیدی شي. د روښانه کولو لپاره، یو مصنوعي لاس یا پښه چې په دې بریښنایی پوټکي کې پوښل شوي وي کولی شي اغوستونکي ته اجازه ورکړي چې د تودوخې او فشار بدلونونو ته ځواب ووایی ځکه چې په دې کې د ډیری سینسرونو شامل دي. د روبوټکس لاسونه یا پښې چې د داسې ای پوټکي سره نصب شوي کولی شي روبوټ د انسانانو په وړاندې ډیر نازک عمل وکړي او ډیر خوندي او د باور وړ وي. د مثال په توګه، ای پوټکی په ځانګړي ډول د روبوټ لپاره نصب کیدی شي چې ماشوم یا یو نازک بوډا اداره کوي او پدې توګه روبوټ به ډیر ځواک ونه کاروي. د e-skin بل غوښتنلیک په احتمالي ډول په خطرناک چاپیریال یا د لوړ خطر لرونکي کارونو کې کیدی شي. دا د منلو وړ ده چې دا ټیکنالوژي د مجازی بټونو، کنټرولونو یا دروازو سره کارول کیدی شي چې د انسان فزیکي تعامل پرته هر ډول عملیات کولی شي، د بیلګې په توګه د چاودیدونکو توکو صنعت یا د کار نورو خطرناکو لیکو کې، او پدې توګه دا بریښنایی پوستکي ممکن د دې امکان کم کړي. د هر ډول انساني زیان څخه.

ای پوټکي ته د ښودنې اضافه کول

د ټوکیو په پوهنتون کې د څیړونکو یوې ډلې پدې وروستیو کې یو نندارتون اضافه کړی²(مائیکرو-LED) ته الټراتین، د بینډ مرستې سټایل ای-پوټکي پیچونه ترڅو په ریښتیني وخت کې د روغتیا نظارت مختلف نښو ښودلو وړ کړي (د بیلګې په توګه په شکرې ناروغانو کې د ګلوکوز کچه اندازه کول یا د زړه د الکترکارډیوگرام حرکت موج د ناروغ). دا پیچونه د اوږدولو وړ تارونه لري او په دې توګه د اغوستلو د حرکت پراساس تر 45 فیصدو پورې ځړول یا غځول کیدی شي. دا په دې وروستیو وختونو کې د خورا انعطاف وړ او پایښت لرونکي ډیزاین په توګه ګڼل کیږي. د انسان د پوټکي حجرو دوامداره توییدل پدې معنی کیدی شي چې پیچ ممکن څو ورځې وروسته له مینځه ویسي مګر دا شاوخوا کار کیدی شي.

دا څیړنه چې د پروفیسور تاکاو سومیا لخوا رهبري کیږي وايي چې دا ډول نندارتون په پای کې د طبي معلوماتو لوستلو او خبرو کولو لپاره کارول کیدی شي په بې ساري او اسانه توګه نه یوازې د ناروغانو لپاره بلکه د کورنۍ غړو ، پاملرنې کونکو او روغتیا متخصصینو لپاره هم په شخصی یا حتی. لیرې. دا به پیغامونه هم ترلاسه کړي. څیړونکي هدف لري چې د پیچ ​​اعتبار نور هم ښه کړي، دا ډیر لګښت اغیزمن کړي او په ټوله نړۍ کې د پراخ لاسرسي لپاره د دې تولید زیات کړي. د دوی هدف دا دی چې دا وسیله د 2020 تر پایه بازار ته وړاندې کړي.

وړاندې ننګونې

د الکترونیکي پوستکي پراختیا یو ډیر په زړه پوري ناول څیړنه ده، په هرصورت، زموږ د بنسټیزو ځانګړتیاوو څخه یو - د انعطاف او پراخولو وړتیا - لا تر اوسه په بریالیتوب سره د بریښنایی پوستکي لخوا ترلاسه شوی نه دی. بریښنایی پوستکی نرم دی مګر د انسان پوټکی په څیر اوږد ندی. د لیکوالانو په وینا، لکه څنګه چې دا ولاړ دی مواد هم په اسانۍ سره د تولید وړ ندي. د نوي ماډل په پرتله په بیا رغول شوي / ریسایکل شوي e-skin وسیلې کې د عمومي سینس کولو فعالیت کې یو څه کمښت لیدل شوی ، دا اړتیا د نورو څیړنو سره په بشپړ ډول حل کولو ته اړتیا لري. د الکترونیکي سکنونو لخوا کارول شوي مقناطیسي ساحې هم خورا لوړې دي او باید کمې شي. اوس مهال وسیله د یوې بهرنۍ سرچینې څخه ځواکمن کیږي کوم چې خورا غیر عملي دی، مګر دا باید د ریچارج وړ وړ، کوچنۍ بیټرۍ ولري ترڅو وسیله د بریښنا کولو لپاره وي. ډاکټر ژیاو او د هغه ټیم غواړي دا محصول پاک کړي او د اندازه کولو حل ښه کړي ترڅو لږترلږه اقتصادي خنډونه تیر شي او دا بریښنایی پوټکي باید په روبوټونو یا مصنوعي یا طبي وسایلو یا نورو شیانو کې تولید او ځای په ځای کولو کې اسانه وي.

***

سرچینه

1. Zou Z et al. 2018. د بیا رغولو وړ، په بشپړه توګه د بیا کارولو وړ، او د خرابولو وړ بریښنایی پوټکی د متحرک کوولینټ ترموسیت نانوکومپوزیټ لخوا فعال شوی. د ساینس پرمختګ. https://doi.org/10.1126/sciadv.aaq0508

2. Someya T. 2018. دوامداره روغتیا څارنه د الټرا انعطاف وړ آن پوټکي سینسرونو سره. د AAAS کلنۍ غونډې سمپوزیم، آسټین، ټیکساس، د فبروري 17، 2018. https://aaas.confex.com/aaas/2018/meetingapp.cgi/Paper/20827

۳. یوکوتا ټي. او نور. الټرا انعطاف منونکی عضوي فوټونیک پوټکی. د ساینس پرمختګونه. ۱۵ اپریل ۲۰۱۶. دوهم ټوک، څلورم ګڼه. د معلوماتو خپلواکه اداره: https://doi.org/10.1126/sciadv.1501856

***