Forskare vid King Abdullah University of Science and Technology har nyligen utvecklat en flexibel och omärklig magnetisk hud som tillför permanenta magnetiska egenskaper till alla ytor som den appliceras på. Denna konstgjorda hud, presenteras i ett papper publicerat i Wiley's Avancerad materialteknik tidning, kan ha många intressanta applikationer. Till exempel, det kan möjliggöra utveckling av effektivare verktyg för att hjälpa människor med funktionshinder, hjälpa biomedicinska proffs att övervaka deras patienters vitala tecken, och bana väg för ny konsumentteknik.

"Konstgjorda skinn handlar om att utvidga våra sinnen eller förmågor, "Adbullah Almansouri, en av forskarna som genomförde studien, berättade TechXplore. "En stor utmaning i deras utveckling, dock, är att de ska vara omärkliga och bekväma att bära. Detta är mycket svårt att uppnå pålitligt och hållbart, om vi behöver stretchbar elektronik, batterier, substrat, antenner, sensorer, trådar, etc. Vi bestämde oss för att ta bort alla dessa känsliga komponenter från själva huden och placera dem på en bekväm plats i närheten (dvs. insidan av glasögonen eller dolda i ett tyg). "

Den konstgjorda huden, utvecklad under överinseende av professor Jürgen Kosel, är magnetisk, tunn och mycket flexibel. När den bärs av en mänsklig användare, den kan enkelt spåras av en närliggande magnetisk sensor. Till exempel, om en användare bär det på ögonlocket, det gör att hans ögonrörelser kan spåras; om den bärs på fingrarna, det kan hjälpa till att övervaka en persons fysiologiska svar eller till och med att styra omkopplare utan att vidröra dem.

"Den magnetiska huden vi utvecklade är gjord av en extremt flexibel, bärbart magnetiskt material, "Almansouri förklarade." Dess unika fördel är att det eliminerar behovet av elektronik på själva huden, därmed minska komplexiteten som härrör från ledningar, on-chip batterier, antenner, etc. Magnethuden kan användas för att utföra relativt sofistikerade applikationer, såsom att spåra fysiologiska rörelser (dvs. spåra ögonrörelsen genom att fästa den magnetiska huden på ögonlocket) eller kontaktfria gränssnitt mellan användare och maskin och enhetskontroll. "

De flesta befintliga konstgjorda skinn kräver ytterligare elektroniska komponenter och genomarbetade mikrotillverkningsprocesser. I kontrast, den magnetiska huden som forskarna utvecklat är lätt att montera, som det görs genom att blanda en elastomermatris med magnetiskt pulver och sedan torka denna blandning vid rumstemperatur.

När denna enkla och effektiva tillverkningsprocess är klar, materialet magnetiseras med elektro- eller permanentmagneter, efter en specifik procedur som är skräddarsydd kring den avsedda applikationen. Systemet avslutas sedan genom att integrera ett enkelt, magnetisk sensor från hyllan.

"En annan egenskap hos den magnetiska huden är att den kan tillverkas i valfri form eller färg, vilket betyder att den kan vara formad och färgad som din favorit Emoji, ett företags eller forskargrupps logotyp, etc., "Tillade Almansouri.

Den konstgjorda huden som utvecklats av Almansouri och hans kollegor är lätt, men den upprätthåller en magnetisering på upp till 360 mT. På grund av sin enkla design och tillverkningsprocess, det eliminerar behovet av elektronik, batterier och andra komponenter.

Eftersom det inte kräver några kablar eller annan integrerad hårdvara, materialet är mycket enkelt att implementera och använda. Enligt forskarna, bara några minuters grundutbildning bör tillåta alla användare, även någon med grundläggande kunskaper om tekniken, att starta sitt eget konstgjorda hudprojekt.

"Vi hoppas att vår magnetiska hud hjälper till att förverkliga praktiska lösningar som kan förbättra kvaliteten på många liv, "Almansouri sa." En användarundersökning som vi genomförde bekräftade att den magnetiska huden kan bäras bekvämt och detta öppnar dörren för känsliga mätningar som ögonrörelser. "

Det biokompatibla och omärkliga materialet möjliggör utveckling av en mängd användbara och innovativa verktyg, både för övervakning av fysiologiska svar och för fjärrkontroll. En av dess mest effektfulla implementeringar skulle vara som en integration för ny teknik för att hjälpa människor med funktionshinder. Till exempel, att kombinera den magnetiska huden med smarta hemapplikationer skulle göra det möjligt för fysiskt funktionshindrade personer att utföra åtgärder (t.ex. tänd lamporna, slå på tvättmaskinen, etc.) på distans.

"Vi tror att denna omärkliga magnetiska hud har en stor potential att förbättra livskvaliteten, "Professor Kosel sa." Till exempel, det kan möjliggöra utveckling av bekväma metoder för att spåra sömnkvalitet och ögonrörelser, som är av intresse för sömnlaboratorier eller för att övervaka ögonsjukdomar, magnetiska händer för virtual reality och augmented reality -applikationer, magnethandskar för kontaktfri omkoppling och kontroll i sterila miljöer, och för att spåra vitala tecken i biomedicinska tillämpningar. "

© 2019 Science X Network