استفاده از فناوری‌نانو در ساخت پوست مصنوعی

عده‌ای از دانشمندان علم مواد در آزمایشگاه ملی آک ریج(ORNL) با همکاری محققانی از سازمان فضایی ناسا، سعی دارند تا با استفاده از فناوری‌نانو یک پوست چندکاره، انعطاف‌پذیر، یکپارچه و سبک با نام FILMskin برای استفاده در نسل آینده دست‌ها و بازوهای مصنوعی بسازند.

در کنار کارهایی که دانشمندان نقاط مختلف جهان در زمینه ساخت اعضای
مصنوعی بدن، به‌ویژه دست و پا با قابلیت‌ها و کارایی‌هایی شبیه و یا حداقل
نزدیک به اعضای طبیعی بدن انجام می‌دهند، عده‌ای از دانشمندان علم مواد در
آزمایشگاه ملی اوآک ریج(ORNL) با همکاری محققانی از سازمان فضایی ناسا، سعی
دارند تا با استفاده از فناوری‌نانو یک پوست چندکاره، انعطاف‌پذیر، یکپارچه
و سبک با نام FILMskin برای استفاده در نسل آینده این دست‌ها و بازوهای
مصنوعی بسازند.

آنچه این محققان به ‌دنبال آن هستند، ساخت پوستی است با قابلیت حس گرما و
سرما و کلاً برخوردار از حس لامسه است. در این پروژه تحقیقاتی محققان ORNL
وظیفه توسعه موادی را عهده‌دار شدند که دارای قابلیت‌های حرارتی پوست و به‌دنبال
آن یک حسگر حرارتی است و محققان ناسا هم ساخت حسگرهای پیشرفته فشار را بر
عهده گرفتند.

این محققان با همکاری یکدیگر و با استفاده از قابلیت رسانش گرمایی نانولوله‌های
کربنی در نظر دارند تا قطعه چندکاره کامپوزیتی با دوامی با نام FILMskin
مرکب از یک پلیمر و نانولوله‌های کربنی را بسازند که در روکش‌های کنونی
نظیر آن یافت نمی‌شود و رسانش گرمایی آن مشابه رسانش گرمایی ماهیچه‌ها،
چربی‌ها و پوست بدن است. آنها نشان داده‌اند که تنها با استفاده از ۸ درصد
حجمی از این نانولوله‌ها، می‌توان یک کامپوزیت پلیمری ساخت که رسانش گرمایی
آن به مراتب بیشتر از رسانش گرمایی بافت‌های مختلف بدن است.

در مرحله بعد این دانشمندان در نظر دارند تا برای هدایت سریع گرما به‌سمت
حسگرهای دما، آرایه‌ای از (نانولوله‌هاییVANTAها) را بسازند که به‌طور
عمودی دنبال هم قرار گرفته‌اند. به گفته این محققان سرعت انتقال پالس
گرمایی در چنین پلیمری ۲۰ برابر پلیمر خالص است و با استفاده از آن می‌توان
زمان پاسخ حسگرهای گرمایی قرار داده‌شده زیر این پوست را تا حد زیادی بهبود
بخشید.

گام بعدی، طراحی حسگرهایی برای نشان دادن اختلاف فشار و دمای این FILMskin
است و این بار هم نانولوله‌های کربنی با توجه به تغییر مقاومت الکتریکی
آنها با دما، مناسب‌ترین گزینه به شمار می‌روند. از سوی دیگر محققان ناسا
نیز نشان داده‌اند که می‌توان با پخش این نانولوله‌ها در مواد نوین پلیمیدی
زیست‌سازگار، نانوکامپوزیت‌هایی ساخت که حساسیت بیشتری نسبت به فشار داشته
باشند.