Föreställ dig att ha huden så smidig att du kan sträcka ut den till mer än dubbelt så normal längd i vilken riktning som helst - upprepade gånger - men den skulle alltid snäppa tillbaka helt skrynkfri när du släpper den. Du skulle absolut aldrig behöva Botox.

Den avundsvärda elasticiteten är en av flera nya funktioner inbyggda i en ny transparent hudliknande trycksensor som är den senaste sensorn utvecklad av Stanfords Zhenan Bao, docent i kemiteknik, i hennes strävan att skapa en artificiell "superhud". Sensorn använder en transparent film av enkelväggiga kolnanorör som fungerar som små fjädrar, gör det möjligt för sensorn att noggrant mäta kraften på den, oavsett om det dras som taffy eller pressas som en svamp.

"Den här sensorn kan registrera tryck som sträcker sig från en fast nypa mellan tummen och pekfingret till två gånger trycket som utövas av en elefant som står på en fot, sa Darren Lipomi, en postdoktor i Baos labb, som ingår i forskargruppen.

"Inget av det orsakar någon permanent deformation, " han sa.

Lipomi och Michael Vosgueritchian, doktorand i kemiteknik, och Benjamin Tee, doktorand i elektroteknik, är huvudförfattarna till en artikel som beskriver sensorn publicerad online 23 oktober av Naturens nanoteknik . Bao är medförfattare till tidningen.

Sensorerna kan användas för att göra beröringskänsliga proteser eller robotar, för olika medicinska tillämpningar som tryckkänsliga bandage eller i pekskärmar på datorer.

Nyckelelementet i den nya sensorn är den genomskinliga filmen av kol "nano-fjädrar, " som skapas genom att spraya nanorör i en flytande suspension på ett tunt lager av silikon, som sedan sträcks.

När nanorören airbrushas på silikonet, de tenderar att landa i slumpmässigt orienterade små klumpar. När silikonet sträcks, några av "nano-buntarna" dras i linje i riktningen för sträckningen.

När silikonet släpps, den återgår till sina ursprungliga dimensioner, men nanorören bucklas och bildar små nanostrukturer som ser ut som fjädrar.

"Efter att vi har gjort den här typen av försträckning av nanorören, de beter sig som fjädrar och kan sträckas om och om igen, utan någon permanent förändring i form, " sa Bao.

Sträcker ut det nanorörsbelagda silikonet en andra gång, i riktningen vinkelrät mot den första riktningen, gör att några av de andra nanorörsbuntarna riktas in i den andra riktningen. Det gör sensorn helt töjbar i alla riktningar, med total återhämtning efteråt.

Dessutom, efter den första sträckningen för att producera "nano-fjädrarna, " upprepad sträckning under längden på den initiala sträckningen förändrar inte den elektriska ledningsförmågan nämnvärt, sa Bao. Att bibehålla samma konduktivitet i både sträckta och osträckta former är viktigt eftersom sensorerna detekterar och mäter kraften som appliceras på dem genom dessa fjäderliknande nanostrukturer, som fungerar som elektroder.

Sensorerna består av två lager av nanorörsbelagd silikon, orienterade så att beläggningarna är vända mot yta, med ett lager av en lättare deformerad typ av silikon mellan dem.

Det mellersta lagret av silikon lagrar elektrisk laddning, ungefär som ett batteri. När tryck utövas på sensorn, det mellersta lagret av silikon komprimerar, vilket ändrar mängden elektrisk laddning den kan lagra. Den förändringen detekteras av de två filmerna av kolnanorör, som fungerar som de positiva och negativa polerna på ett typiskt bil- eller ficklampsbatteri.

Förändringen som känns av nanorörsfilmerna är det som gör det möjligt för sensorn att sända vad den "känner".

Oavsett om sensorn komprimeras eller förlängs, de två nanofilmerna förs närmare varandra, vilket verkar som om det kan göra det svårt att upptäcka vilken typ av deformation som händer. Men Lipomi sa att det borde vara möjligt att upptäcka skillnaden genom tryckmönstret.

Med kompression, du skulle förvänta dig att se ett slags tjurmönster, med störst deformation i centrum och minskande deformation när du går längre från centrum.

"Om enheten greps av två motstående tång och sträcktes, den största deformationen skulle vara längs den raka linjen mellan de två tången, " sa Lipomi. Deformationen skulle minska när du flyttade längre bort från linjen.

Baos forskargrupp skapade tidigare en sensor som var så känslig för tryck att den kunde upptäcka tryck "väl under trycket som utövas av en 20 milligram blåflaska flugkropp" som forskarna testade den med. Den här senaste sensorn är inte riktigt så känslig, Hon sa, men det beror på att forskarna var fokuserade på att göra den töjbar och transparent.

"Vi spenderade inte mycket tid på att försöka optimera känslighetsaspekten på den här sensorn, " sa Bao.

"Men det tidigare konceptet kan tillämpas här. Vi behöver bara göra några modifieringar på elektrodens yta så att vi kan ha samma känslighet."