Tutkijaryhmä Saudi-Arabian King Abdullah -yliopistosta on kehittänyt elektronisen ihon prototyypin, joka kestää huomattavan hyvin venyttämistä.

”Ideaalinen e-iho matkii monia ihmisihon tavallisia toimintoja, kuten lämpötila- ja tuntoaistia tarkasti ja reaaliajassa”, toinen tutkimuksen vetäjistä, tohtori Yinchen Cai selittää yliopiston sivuilla julkaistussa artikkelissa.

E-ihojen ongelma on usein se, että liitos joustavan kerroksen ja sensorin välillä on liian heikko, mikä tekee siitä rikkoutumisalttiin. Liian vahva sidos taas haittaa joustavuutta, joka puolestaan saa sensorin halkeamaan ja rikkoutumaan.

”Ihoelektroniikan ala kehittyy huomattavalla tahdilla. 2D-sensorien tulo on kiihdyttänyt pyrkimyksiä integroida nämä atomisen ohuita ja mekaanisesti vahvoja materiaaleja toimiviin ja kestäviin keinoihoihin”, Cai sanoo.

Cain ja Jie Shenin prototyyppi kestää venyttämistä 28-kertaiseksi ja toimi hyvin vielä 5 000 muotoon palautumisen jälkeen. Yksi palautuminen kestää noin 0,25 sekuntia. Ihon sensori pystyi aistimaan esineet 20 senttimetrin päästä, vastaamaan ärsykkeisiin 90 millisekunnissa ja tunnistamaan sille kirjoitetut sanat. Aisti perustuu kapasitanssin muutoksiin. Ihon pohjana on hydrogeeli, joka on vahvistettu piin nanohiukkasilla. Sensorikerros on valmistettu titaanikarbidista.

Ryhmän mukaan e-ihoa voitaisiin käyttää esimerkiksi seuraamaan elintoimintoja kuten verenpaineen muutoksia ja osana edistyneempiä proteeseja tai robotteja.

”Meidän visiomme tälle teknologialle menee biologian ohi. Venyvää sensorinauhaa voitaisiin jonain päivänä käyttää elottomien esineiden rakenteen kunnon seuraamiseen, esimerkiksi huonekaluissa tai lentokoneissa”, Cai pohtii.

Ryhmänjohtaja Vincent Tungin mukaan jäljellä oleva este e-ihon laajemmalle käytölle on korkearesoluutiosensorien suurentaminen.

Vertaisarvioitu tutkimus on julkaistu Science Advances -lehdessä.