1000-dən çox sinir ucu ilə insan dərisi beynin xarici dünya ilə ən böyük sensor əlaqəsidir və toxunma, temperatur və təzyiq vasitəsilə zəngin rəy təmin edir. Bu mürəkkəb xüsusiyyətlər dərini həyati orqan halına gətirsə də, onu təkrarlamaqda çətinlik yaradır.

Tənzimlənən elektron və termal biosensasiya imkanlarını nümayiş etdirən nano-mühəndislik hidrogellərindən istifadə edərək, Texas A&M Universitetinin tədqiqatçıları insan dərisi kimi əyilə, uzanan və hiss edə bilən 3D çap edilmiş elektron dəri (E-dəri) hazırlayıblar.

“Toxunma hissini təkrarlamaq və onu müxtəlif texnologiyalara inteqrasiya etmək bacarığı insan-maşın qarşılıqlı əlaqəsi və qabaqcıl sensor təcrübələr üçün yeni imkanlar açır” dedi Biotibbi Mühəndislik Departamentinin professoru və tədqiqat direktoru Dr. Akhileş Qaharvar. “Bu, potensial olaraq sənayelərdə inqilab edə və əlilliyi olan şəxslərin həyat keyfiyyətini yaxşılaşdıra bilər.”

Elektron dəri üçün gələcək istifadələr genişdir, o cümlədən hərəkət, temperatur, ürək dərəcəsi və qan təzyiqi kimi həyati vacib əlamətləri davamlı olaraq izləyən, istifadəçilərə rəy bildirən və onların motor bacarıqlarını və koordinasiyasını təkmilləşdirməyə kömək edən geyilə bilən sağlamlıq cihazları.

“E-dərinin inkişafının ilhamı texnologiya, insan bədəni və ətraf mühit arasında daha təkmil və çox yönlü interfeyslər yaratmaq istəyindən qaynaqlanır ” dedi Gaharwar. “Bu tədqiqatın ən maraqlı tərəfi robototexnika, protezlər, geyilə bilən texnologiya, idman və fitnes, təhlükəsizlik sistemləri və əyləncə cihazlarında potensial tətbiqləridir .”

Advanced Functional Materials tərəfindən nəşr olunan araşdırmada təfərrüatları açıqlanan E-dəri texnologiyası Qaharvarın laboratoriyasında hazırlanıb. Dr. Qaharvarın keçmiş tələbəsi və hazırda Axent Biosciences-də alim olan Kaivalya Deo və Qaharvarın Laboratoriyasında keçmiş Fulbrayt Nehru doktoru Şounak Roy məqalənin aparıcı müəllifləridir.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=2793866484&adk=675901022&adf=1873531024&pi=t.ma~as.2793866484&w=540&fwrn=4&lmt=1711610909&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Ftechxplore.com%2Fnews%2F2024-01-3d-electronic-skin-human-machine.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTUuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTIyLjAuNjI2MS4xMjkiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxMjIuMC42MjYxLjEyOSJdLFsiTm90KEE6QnJhbmQiLCIyNC4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEyMi4wLjYyNjEuMTI5Il1dLDBd&dt=1711610909049&bpp=4&bdt=372&idt=128&shv=r20240326&mjsv=m202403210101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Dd8c6cdc5123375cd%3AT%3D1709623025%3ART%3D1711610831%3AS%3DALNI_MY2ynj5TDpMXqOZBx7W90OihbbXuw&gpic=UID%3D00000d6971a748b6%3AT%3D1709623025%3ART%3D1711610831%3AS%3DALNI_MaTILJ6PYHOKRZlSvHcKJ4LkDsnLQ&eo_id_str=ID%3D34d5e14efb6a7c5d%3AT%3D1709623025%3ART%3D1711610831%3AS%3DAA-Afjbw5XrDrmZOIEp3UV8fgvCO&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=4789678608872&frm=20&pv=1&ga_vid=1833901760.1709623018&ga_sid=1711610909&ga_hid=422844069&ga_fc=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=1784&biw=1519&bih=695&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759876%2C44759927%2C44759837%2C31082032%2C31082197%2C31082175%2C95322329%2C95328825%2C31078663%2C31078665%2C31078668%2C31078670&oid=2&pvsid=3645336672620840&tmod=1002168777&uas=0&nvt=3&ref=https%3A%2F%2Ftechxplore.com%2Fpage8.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C1536%2C816%2C1536%2C695&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&psd=W251bGwsbnVsbCwibGFiZWxfb25seV8xIiwxXQ..&nt=1&ifi=4&uci=a!4&btvi=1&fsb=1&dtd=136

E-dərinin yaradılması eyni zamanda insan dərisinin elastikliyini təqlid edə bilən, bioelektrik hissetmə imkanlarını ehtiva edən və geyilə bilən və ya implantasiya edilə bilən cihazlar üçün uyğun istehsal üsullarından istifadə edən davamlı materialların yaradılması ilə bağlı çətinlikləri əhatə edir.

“Keçmişdə bu sistemlərin sərtliyi bədən toxumalarımız üçün çox yüksək idi , siqnal ötürülməsinin qarşısını alır və biotik-abiotik interfeysdə mexaniki uyğunsuzluq yaradırdı” dedi Deo. “Biz hidrogel əsaslı sistemə “üçlü çarpaz əlaqə” strategiyasını təqdim etdik ki, bu da bizə çevik bioelektronika sahəsində əsas məhdudiyyətlərdən birini həll etməyə imkan verdi”.

Nano-mühəndisləşdirilmiş hidrojellərdən istifadə 3D çap zamanı E-dərinin inkişafının bəzi çətin aspektlərini həll edir, çünki hidrogellərin E-dərinin yaradılması zamanı kəsmə stressi altında özlülüyü azaltmaq, daha asan idarə və manipulyasiya etməyə imkan verir. Komanda bu xüsusiyyətin insan dərisinin çoxşaxəli təbiətinin təkrarlanmasının vacib aspekti olan mürəkkəb 2D və 3D elektron strukturların qurulmasını asanlaşdırdığını söylədi .

Tədqiqatçılar həmçinin molibden disulfid nano-montajlarında “atom qüsuru”ndan, yüksək elektrik keçiriciliyinə imkan verən atom strukturunda qüsurlar olan materialdan və E-dərisinin yaş toxumaya yapışmasına kömək etmək üçün polidopamin nanohissəciklərindən istifadə ediblər.

“Xüsusi olaraq hazırlanmış bu molibden disulfid nanohissəcikləri hidrojel yaratmaq üçün çarpaz bağlayıcı rolunu oynadı və E-dəriyə elektrik və istilik keçiriciliyi verdi; biz bunu əsas komponent kimi istifadə etdiyimizi ilk xəbər verənik” dedi Roy. “Materialın yaş toxumalara yapışma qabiliyyəti, E-dərinin dinamik, nəmli bioloji səthlərə uyğunlaşması və onlara əməl etməsi lazım olan potensial sağlamlıq tətbiqləri üçün xüsusilə vacibdir.”

Digər əməkdaşlar arasında Texas A&M-də biotibbi mühəndislik şöbəsində Dr. Limei Tianın qrupundan olan tədqiqatçılar və Hindistan Texnologiya İnstitutunda, Mandidə doktor Amit Jaiswal var.

Ətraflı məlumat: Shounak Roy və digərləri, Gərginlik, Təzyiq və Temperatur Sensiyası üçün 3D Çap Elektron Dəri, Təkmil Funksional Materiallar (2024). DOI: 10.1002/adfm.202313575

Jurnal məlumatı: Təkmil Funksional Materiallar Texas A&M Universiteti Mühəndislik Kolleci tərəfindən təmin edilmişdir