Khoa học - Y dược

Vai trò quan trọng của ánh nắng Mặt trời đối với độ nhạy cảm của da nhân tạo (15/04/2017)

Nghiên cứu độ nhạy cảm của da nhân tạo để có thể hỗ trợ cho người tàn tật cảm nhận được sức ép hoặc sự tiếp xúc với chân - tay giả của họ là một chủ đề nóng của các nhà nghiên cứu. Tuy nhiên vấn đề đặt ra ở đây là cần một kỹ thuật mới để cung cấp nguồn năng lượng cho da để nó có thể gửi tín hiệu. Hiện tại, nhóm nghiên cứu đã có một giải pháp tiềm năng: Họ đã tạo ra một loại da nhân tạo có thể được hỗ trợ bởi ánh sáng Mặt trời.

Tác giả nghiên cứu Ravinder Dahiya - Giáo sư về kỹ thuật điện tử và nano ở Đại học Glasgow ở Scotland cho biết, sự phát triển đầu tiên và mới này về loại da nhân tạo nhạy cảm với tế bào năng lượng mặt trời được tích hợp vào da.

Ravinder Dahiya cùng nhóm nghiên cứu của mình đã tạo ra lớp da trong suốt với 4 lớp mỏng: pin mặt trời ở phần dưới cùng, tiếp theo là polyvinyl clorua (PVC, nhựa tổng hợp mỏng), một lớp graphene và một loại silicone ở trên. Loại da này không chỉ nhạy cảm mà còn siêu mỏng và linh hoạt. Ngoài việc giúp đỡ những người mang chân - tay giả, loại da nhân tạo nhờ năng lượng mặt trời có thể giúp các robot cảm nhận được. Graphene, tạo thành lớp thứ ba của da nhân tạo là một loại vật liệu graphite khoáng chất rất linh hoạt. Vật liệu này chỉ là một nguyên tử dày, mạnh hơn thép và dẫn điện. Vì rõ ràng 98% ánh sáng mặt trời có thể chạm bề mặt graphene và xuyên qua trực tiếp, làm cho nó trở thành vật liệu lý tưởng để sử dụng với pin mặt trời.

Nhóm nghiên cứu đã xem xét các nguồn năng lượng khác cho da, bao gồm chế biến năng lượng và thu hoạch năng lượng bằng dao động (tên gọi lạ cho điện tĩnh). Nhưng năng lượng mặt trời có ý nghĩa nhất, một phần do nó tạo ra nhiều điện nhất.

Ravinder Dahiya cho biết: Chúng tôi đã thử nghiệm trên da bằng cách đặt nó trên một bàn tay có điều khiển bằng điện tử được gọi là tay giả i-limb. Ánh sáng đã được chiếu trên da ngay lập tức mang lại cảm giác xúc giác trên đó. Da người là một hệ thống cực kỳ phức tạp có khả năng phát hiện sức ép, nhiệt độ và kết cấu thông qua một loạt các cảm biến thần kinh mang tín hiệu từ da đến não. Da nhân tạo mới cho phép bàn tay giả thực hiện những “nhiệm vụ đầy thách thức, giống như các vật liệu mềm dễ bị va chạm”. Ngoài ra, da có thể phát hiện áp suất thấp nhất 0,01 lbs trên mỗi inch vuông (0.11 kilopascals). Da chỉ cần 20 nanowatts điện trên 0,1 inch vuông (1 cm vuông). Đặt nó vào trong quan điểm: một bóng đèn phát sáng phát ra ánh sáng thường xuyên (LED) sẽ mất khoảng 5 watt để chiếu sáng; 1 nanowatt là một phần tỷ của một watt.

Công nghệ này cũng có thể giúp robot quyết định an toàn hơn khi chúng tương tác với người. Ví dụ, một con robot làm việc trên tuyến thi công sẽ không có khả năng gây thương tích cho con người nếu nó có thể cảm thấy một người bất ngờ bước vào khu vực di chuyển của chúng và dừng lại trước khi có thể xảy ra thương tích. Mục tiêu tiếp theo của nhóm là phát triển một công nghệ tương tự, có thể tự động cung cấp bàn tay giả, bao gồm cả động cơ của nó. Điều này có thể cho phép tạo ra một chân - tay giả tự động năng lượng hoàn toàn.

Nguồn: Vista.gov.vn