När någon stöter armbågen mot en vägg, de känner inte bara smärta utan kan också få blåmärken. Robotar och protetiska lemmar har inte dessa varningstecken, vilket kan leda till ytterligare skada. Nu, forskare som rapporterar in ACS -tillämpade material och gränssnitt har utvecklat en konstgjord hud som avkänner kraft genom joniska signaler och också ändrar färg från gult till en blåmärkesliknande lila, ger en visuell signal om att skada har inträffat.

Forskare har utvecklat många olika typer av elektroniska skinn, eller e-skinn, som kan känna stimuli genom elektronöverföring. Dock, dessa elektriska ledare är inte alltid biokompatibla, vilket kan begränsa deras användning vid vissa typer av proteser. I kontrast, joniska skinn, eller I-skinn, använda joner som laddningsbärare, liknar mänsklig hud. Dessa joniskt ledande hydrogeler har överlägsen transparens, töjbarhet och biokompatibilitet jämfört med e-skins. Qi Zhang, Shiping Zhu och kollegor ville utveckla en I-skin som, förutom att registrera förändringar i elektrisk signal med en applicerad kraft, kan också ändra färg för att efterlikna mänskliga blåmärken.

Forskarna gjorde en jonisk organohydrogel som innehöll en molekyl, kallad spiropyran, som ändrar färg från ljusgul till blåaktig-lila under mekanisk stress. Vid testning, gelén visade förändringar i färg och elektrisk konduktivitet vid sträckning eller komprimering, och den lila färgen förblev i 2–5 timmar innan den bleknade till gult. Sedan, laget tejpade I-huden till olika kroppsdelar av volontärer, som fingret, hand och knä. Böjning eller sträckning orsakade en förändring av den elektriska signalen men inte blåmärken, precis som mänsklig hud. Dock, kraftfull och upprepad pressning, slår och klämde fram en färgförändring. Jag-huden, som reagerar som mänsklig hud när det gäller elektrisk och optisk signalering, öppnar nya möjligheter för att upptäcka skador i protetiska enheter och robotik, säger forskarna.

"Kolorimetrisk jonisk organohydrogel som efterliknar människohud för mekanisk stimulansavkänning och skadavisualisering" publiceras i ACS -tillämpade material och gränssnitt .