Mi, 26. September 2018

Silizium-Nanobänder

16.12.2014 10:04

Forscher entwickeln dehnbare, fühlende Kunsthaut

Südkoreanische Forscher haben eine dehnbare künstliche Haut entwickelt, die beinahe so fühlen kann wie menschliche Haut. Wie diese besteht auch die transparente Kunsthaut aus drei Schichten, in denen eine Vielzahl verschiedener Sensoren untergebracht sind, die Berührungen, Temperatur und Feuchtigkeit registrieren und an das Gehirn weiterleiten können.

Die neuartige Kunsthaut biete einzigartige Chancen für die Entwicklung neuer Klassen von Prothesen, vor allem für künstliche Hände, schreibt ein Team um Dae-Hyeong Kim von der Nationalen Universität in Seoul im Fachjournal "Nature Communications". Das Besondere an der Haut ist, dass auch die implementierten Sensoren dehnbar sind.

Enthält dichtes Netz aus Sensoren
Die von den Südkoreanern entwickelte Haut besteht aus drei Schichten eines Silikonmaterials namens Polydimethylsiloxan, in die ein dichtes Netz aus Sensoren eingebettet ist. In der obersten Schicht etwa liegen Kondensatoren, die Feuchtigkeit messen. Damit könnte der Träger einer Handprothese in Zukunft etwa fühlen, ob beispielsweise die Windel eines Säuglings nass ist.

Die zweite Schicht enthält laut Angaben der Forscher Silizium-Nanobänder, die teils in mäandernden Mustern angelegt sind und elektrische Spannung generieren, wenn sie gedehnt oder gedrückt werden. Auf diese Weise ermöglichen sie taktiles Feedback und registrieren zudem Kälte oder Wärme. Die unterste Schicht enthält ultrafeine Heizschlangen aus Gold, die die Kunsthaut über einen elektrischen Widerstand auf rund 37 Grad Celsius erwärmen.

Infos der Haut werden an Gehirn weitergeleitet
Um die Sensoren der Kunsthaut an den Körper anzubinden, entwickelten die Forscher ein Elektrodenfeld, das an einen Nervenstrang angelegt werden kann. Die elektrischen Impulse der Sensoren gelangen so zu den Nervenbahnen des Kunsthautträgers. An einer Ratte überprüften sie das Verfahren: Sie legten das Elektrodenfeld an einen Beinnerv an und maßen an jener Stelle im Gehirn, die die Impulse dieses Nervs verarbeitet. Dabei fanden sie große Übereinstimmungen zwischen den Signalen des Drucksensors und den gemessenen Impulsen im Gehirn der Nager.

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