اختصاصی بسپار/ آب‌ژل‌های نانو مهندسی شده برای چاپ سه بعدیِ شبیه ترین پوست مصنوعی به پوست انسان

گروه ترجمه و تولید محتوا در بسپار/ایران پلیمر از آب‌ژل‌های نانو مهندسی شده (nanoengineered hydrogels) برای ساخت پوست الکترونیکی با چاپ سه بعدی استفاده می‌شود. پوست الکترونیکی یا E-skin انعطاف پذیر است و می‌تواند خم شود، کشیده شود و مانند پوست انسان احساس کند و دری را برای پیشرفت‌های جدید در تعامل انسان و ماشین باز کند.
پوست انسان با بیش از 1000 پایانه‌ی عصبی، بزرگترین ارتباط حسی مغز با دنیای خارج است که از طریق لمس، دما و فشار، بازخورد زیادی دارد. در حالی که این ویژگی‌های پیچیده پوست را به یک اندام حیاتی تبدیل می‌کند، تکثیر آن را نیز به چالش می‌کشاند.
محققان دانشگاه A&M تگزاس با استفاده از آب‌ژل‌های نانومهندسی که قابلیت‌های حسگر زیستی الکترونیکی و حرارتی تنظیم پذیر را نشان می‌دهند، پوست الکترونیکی چاپ‌ سه بعدی را ایجاد کرده‌اند که می‌تواند بسیار شبیه پوست انسان باشد.
دکتر Gaharwar استاد و مدیر پژوهش بخش مهندسی زیست پزشکی، گفت: «توانایی تکثیر حس لامسه و ادغام آن در فناوری‌های مختلف، فرصت‌های جدیدی را برای تعامل انسان و ماشین و تجربیات حسی پیشرفته باز می‌کند.» این امر به طور بالقوه می‌تواند صنایع را متحول کند و کیفیت زندگی افراد دارای معلولیت را بهبود بخشد. فناوری E-skin در مقاله ای در Advanced Functional Materials منتشر شده است.
ایجاد پوست الکترونیکی شامل چالش‌هایی در خصوص توسعه مواد بادوام است که می‌توانند به طور همزمان انعطاف پذیری پوست انسان را تقلید کنند، دارای قابلیت‌های حسگر زیست-الکتریکی باشند و از روش‌های ساخت مناسب برای دستگاه‌های پوشیدنی یا کاشتنی استفاده کنند.
پژوهشگران همچنین از نانوذرات مولیبدن دی سولفید استفاده کردند که حاوی نقص‌هایی در ساختار اتمی بوده و امکان هدایت الکتریکی بالا را فراهم می‌کرد و نانوذرات برای کمک به چسبیدن E-skin به بافت مرطوب استفاده کردند. نانوذرات به گونه ای با آب‌ژل پیوند می‌خورند که رسانایی الکتریکی و حرارتی را به پوست الکترونیکی می‌دهند.
استفاده از آب‌ژل‌های نانو مهندسی شده به برخی از جنبه‌های چالش برانگیز توسعه پوست الکترونیکی در طی چاپ سه بعدی کمک می‌کند و این به دلیل توانایی آب‌ژل‌ها در کاهش گرانروی تحت تنش برشی در حین ایجاد پوست الکترونیکی است که امکان جابجایی و دستکاری آسان تر را فراهم می‌کند. این گروه پژوهشی اعلام کردند که ویژگی حاضر ساخت ساختارهای الکترونیکی پیچیده دو بعدی و سه بعدی را تسهیل می‌کند و این مسئله یک جنبه‌ی ضروری برای تکرار ماهیت چند وجهی پوست انسان است.
کاربردهای آینده‌ی پوست الکترونیکی بسیار گسترده است، از جمله دستگاه‌های بهداشتی پوشیدنی که به طور مداوم علائم حیاتی مانند حرکت، دما، ضربان قلب و فشار خون را کنترل می‌کنند و به کاربران بازخورد می‌دهند و به آن‌ها کمک می‌کنند مهارت‌های حرکتی و هماهنگی خود را بهبود بخشند. هیجان انگیزترین جنبه این تحقیق کاربردهای بالقوه آن در رباتیک، پروتز، فناوری پوشیدنی، ورزش و تناسب اندام، سیستم‌های امنیتی و دستگاه‌های سرگرمی است.