En biokompatibel magnetisk hud, der kunne muliggøre nye bærbare systemer

Forskere ved King Abdullah University of Science and Technology har for nylig udviklet en fleksibel og umærkelig magnetisk hud, der tilføjer permanente magnetiske egenskaber til alle overflader, som den er påført. Denne kunstige hud, præsenteret i et papir offentliggjort i Wiley's Avancerede materialeteknologier tidsskrift, kunne have mange interessante anvendelser. For eksempel, det kunne muliggøre udvikling af mere effektive værktøjer til at hjælpe mennesker med handicap, hjælpe biomedicinske fagfolk med at overvåge deres patienters vitale tegn, og bane vejen for ny forbrugerteknologi.

"Kunstige skind handler om at udvide vores sanser eller evner, "Adbullah Almansouri, en af ​​de forskere, der har udført undersøgelsen, fortalte TechXplore. "En stor udfordring i deres udvikling, imidlertid, er, at de skal være umærkelige og behagelige at have på. Dette er meget vanskeligt at opnå pålideligt og holdbart, hvis vi har brug for strækbar elektronik, batterier, underlag, antenner, sensorer, ledninger, osv. Vi besluttede at fjerne alle disse sarte komponenter fra selve huden og placere dem et behageligt sted i nærheden (dvs. inde i briller eller skjult i et stof)."

Den kunstige hud, udviklet under vejledning af prof. Jürgen Kosel, er magnetisk, tynd og meget fleksibel. Når den bæres af en menneskelig bruger, det kan nemt spores af en nærliggende magnetisk sensor. For eksempel, hvis en bruger bærer det på sit øjenlåg, det giver mulighed for at spore hans øjenbevægelser; hvis den bæres på fingre, det kan hjælpe med at overvåge en persons fysiologiske reaktioner eller endda at kontrollere kontakter uden at røre ved dem.

"Den magnetiske hud, vi udviklede, er lavet af en ultrafleksibel, bærbart magnetisk materiale, Almansouri forklarede. "Dens unikke fordel er, at det eliminerer behovet for elektronik på selve huden, dermed reducere kompleksiteten som følge af ledninger, on-chip batterier, antenner, etc. Den magnetiske hud kan bruges til at udføre relativt sofistikerede applikationer, såsom sporing af fysiologiske bevægelser (dvs. sporing af øjenbevægelser ved at fastgøre den magnetiske hud på øjenlåget) eller kontaktfri bruger-maskine-grænseflader og enhedskontrol."

De fleste eksisterende kunstige skind kræver yderligere elektroniske komponenter og komplicerede mikrofremstillingsprocesser. I modsætning, den magnetiske hud udviklet af forskerne er nem at samle, som det er fremstillet ved at blande en elastomer matrix med magnetisk pulver og derefter tørre denne blanding ved stuetemperatur.

Når denne enkle og effektive fremstillingsproces er færdig, materialet er magnetiseret med elektro- eller permanentmagneter, efter en specifik procedure, der er skræddersyet til dens tilsigtede anvendelse. Systemet afsluttes derefter ved at integrere et enkelt, hyldevare magnetisk sensor.

"Et andet træk ved den magnetiske hud er, at den kan fremstilles i enhver form eller farve, hvilket betyder, at den kan formes og farves som din yndlings Emoji, en virksomhed eller et forskningsholds logo, etc., "Tilføjede Almansouri.

Den kunstige hud udviklet af Almansouri og hans kolleger er let, alligevel opretholder den en magnetisering på op til 360 mT. På grund af dets enkle design og fremstillingsproces, det eliminerer behovet for elektronik, batterier og andre komponenter.

Da det ikke kræver nogen ledninger eller anden integreret hardware, materialet er meget nemt at implementere og bruge. Ifølge forskerne, blot et par minutters grundtræning bør give enhver bruger, selv nogen med en grundlæggende viden om teknologien, at starte sit eget kunstige hudprojekt.

"Vi håber, at vores magnetiske hud vil hjælpe med at realisere praktiske løsninger, der kan forbedre kvaliteten af ​​mange liv, "Almansouri sagde. "En brugerundersøgelse, vi gennemførte bekræftede, at den magnetiske hud kan bæres komfortabelt, og dette åbner døren for delikate målinger som øjets bevægelse."

Det biokompatible og umærkelige materiale muliggør udviklingen af ​​en bred vifte af nyttige og innovative værktøjer, både til overvågning af fysiologiske reaktioner og til fjernkontrol af gestus. En af dens mest virkningsfulde implementeringer ville være som en integration af nye teknologier til at hjælpe mennesker med handicap. For eksempel, at kombinere den magnetiske hud med smarte hjemmeapplikationer ville give fysisk handicappede personer mulighed for at udføre handlinger (f.eks. tænde lyset, tænd for vaskemaskinen, osv.) på afstand.

"Vi mener, at denne umærkelige magnetiske hud har et stort potentiale til at forbedre vores livskvalitet, "Sagde prof. Kosel." F.eks. det kunne muliggøre udvikling af komfortable metoder til sporing af søvnkvalitet og øjenbevægelser, som er af interesse i søvnlaboratorier eller til at overvåge øjensygdomme, magnetiske hænder til virtual reality og augmented reality applikationer, magnetiske handsker til kontaktfri omskiftning og kontrol i sterile miljøer, og spore vitale tegn i biomedicinske applikationer."

© 2019 Science X Network