Ingenjörer från University of Glasgow, som tidigare har utvecklat en "elektronisk hud"-överdrag för händerproteser gjorda av grafen, har hittat ett sätt att använda några av grafens anmärkningsvärda fysiska egenskaper för att använda energi från solen för att driva huden.
Grafen är en mycket flexibel form av grafit som, trots att det bara är en enda atom tjock, är starkare än stål, elektriskt ledande, och transparent. Det är grafens optiska transparens, som låter cirka 98 % av ljuset som träffar dess yta passera direkt genom det, vilket gör den idealisk för att samla energi från solen för att generera kraft.
En ny forskningsartikel, publiceras idag i tidskriften Avancerade funktionella material , beskriver hur Dr Dahiya och kollegor från hans Bendable Electronics and Sensing Technologies (BEST)-grupp har integrerat kraftgenererande solceller i sin elektroniska hud för första gången.
Dr Dahiya, från University of Glasgows School of Engineering, sa:"Människans hud är ett otroligt komplext system som kan upptäcka tryck, temperatur och textur genom en rad neurala sensorer som överför signaler från huden till hjärnan.
"Mina kollegor och jag har redan tagit betydande steg för att skapa prototyper för proteser som integrerar syntetisk hud och kan göra mycket känsliga tryckmätningar. Dessa mätningar betyder att handprotesen kan utföra utmanande uppgifter som att greppa mjuka material ordentligt, som andra proteser kan kämpa med. Vi använder också innovativa 3D-utskriftsstrategier för att bygga mer överkomliga känsliga protesproteser, inklusive bildandet av en mycket aktiv studentklubb som heter "Hjälpande händer".
"Hud med förmåga till beröringskänslighet öppnar också möjligheten att skapa robotar som kan fatta bättre beslut om mänsklig säkerhet. En robot som arbetar på en konstruktionslinje, till exempel, är mycket mindre sannolikt att av misstag skada en människa om den kan känna att en person oväntat har kommit in i sitt rörelseområde och stannar innan en skada kan inträffa."
Det nya skalet kräver bara 20 nanowatt effekt per kvadratcentimeter, som lätt tillgodoses även av de solcellsceller av sämst kvalitet som för närvarande finns på marknaden. Och även om energi som genereras av hudens fotovoltaiska celler för närvarande inte kan lagras, teamet undersöker redan sätt att avleda oanvänd energi till batterier, så att energin kan användas när och när den behövs.
Dr Dahiya tillade:"Det andra nästa steget för oss är att vidareutveckla kraftgenereringsteknologin som ligger till grund för denna forskning och använda den för att driva motorerna som driver själva handprotesen. Detta kan möjliggöra skapandet av en helt energiautonom protetik. lem.
"Vi har redan gjort några uppmuntrande framsteg i den här riktningen och vi ser fram emot att presentera dessa resultat snart. Vi undersöker också möjligheten att bygga vidare på dessa spännande resultat för att utveckla bärbara system för prisvärd sjukvård. I denna riktning, nyligen fick vi också små medel från Scottish Funding Council."
