ساخت حسگری شبیه پوست با قابلیت ارتجاعی

محققان دانشگاه استنفورد موفق به ساخت یک حسگر شفاف و مشابه بدن انسان شده‌اند که دارای خاصیت ارتجاعی است. این حسگر می‌تواند ۲ برابر مقدار اولیه‌اش کشیده شود و دوباره به‌جای اول خود بازگردد. با این حسگر می‌توان فشارهایی را از حد نیشگون تا چندهزار پوند را حس کرد. از این حسگر می‌توان در ربات‌ها و نمایشگرهای لمسی استفاده کرد.

محققان دانشگاه استنفورد موفق به ساخت یک حسگر شفاف و مشابه بدن انسان شده‌اند
که دارای خاصیت ارتجاعی است. این حسگر می‌تواند دو برابر مقدار اولیه‌اش
کشیده شود و دوباره به‌جای اول خود بازگردد. با این حسگر می‌توان فشارهایی
را از حد نیشگون تا چندهزار پوند را حس کرد. از این حسگر می‌توان در ربات‌ها
و نمایشگرهای لمسی استفاده کرد.

تصور کنید که پوستی دارید که می‌توانید آن را تا دو برابر حالت معمول بکشید،
از همه مهمتر این که این پوست چروکیده نمی‌شود. انعطاف‌پذیری بالا یکی از
ویژگی‌های حسگری است که توسط ژنان باو در دانشگاه استنفورد ساخته شده است.
در ساختار این حسگر که به آن ابرپوست گفته می‌شود، از یک فیلم شفاف از جنس
نانولوله کربنی تک جداره استفاده شده است. این نانولوله‌ها موجب می‌شود تا
حسگر مانند یک فنر عمل کند و بتواند نیروی وارده بر خود را اندازه‌گیری کند.
این نیرو می‌تواند بر سطح وارد شده یا در اثر کشیدن آن ایجاد شود.

این حسگر می‌تواند فشار در حد فشار دو انگشت را تا فشاری که یک فیل در حال
ایستاده روی یک پا وارد می کند را ثبت کند. هیچ یک از این دو حالت موجب
بروز خللی در عملکرد حسگر نمی‌شود.

این حسگر می‌تواند در ربات‌ها یا اندام‌های پروتز مورد استفاده قرار گیرد. نکته
کلیدی در ساخت این حسگرها، استفاده از نانوفنرهایی شفاف از جنس نانولوله کربنی است.
برای تولید این نانولوله‌ها از اسپری کردن نانولوله‌‌های موجود در یک محلول
سوسپانسیون روی یک لایه سیلیکون استفاده شده است. نانولوله‌های کربنی نشست کرده روی
سیلیکون دارای جهت‌گیری مختلف هستند بنابراین باید سیلیکون در یک جهت کشیده شود تا
با این کار نانولوله‌های موجود در آن نیز به همان جهت، جهت‌گیری کنند. زمانی که
سیلیکون به حالت اولیه خود باز می‌گردد، نانولوله‌ها حالت فنری به خود می‌گیرند. پس
از ایجاد این نانولوله‌ها، می‌توان آنها را به کررات کشید، به‌طوری که پس از رها
کردن به‌جای اول خود باز می‌گردند. نکته جالب اینجاست که بعد از چند بار کشیده شدن،
نانولوله‌ها حالت ارتجاعی و فنری خود را از دست نمی‌دهند. زمانی که سیلیکون در یک
جهت دیگر، عمود بر جهت اول، کشیده شود موجب می‌شود که دسته دیگری از نانولوله‌ها به
شکل فنر در آیند. این کار موجب می شود که حسگری که با این نانولوله‌ها ساخته شود
دارای خاصیت ارتجاعی در تمام جهات باشد.

پژوهشگران نتایج کار خود را در قالب مقاله‌ای در نشریه Nature Nanotechnology به
چاپ رساندند.