0
20359
Газета Наука Печатная версия

24.10.2023 17:58:00

Видеть всем телом – теперь это реально

Биотехнологии создали электропроводящий аналог кожного покрова

Тэги: биолония, биотехнологии, кожа


биолония, биотехнологии, кожа Получение электропроводящих нитей: а – паутина, с – добавление ионов серебра (Ag) к раствору полиакрилнитрила (PAN).

Афина, партеногенетически, то есть «безгрешная» дочь Зевса, родившаяся из его головы, была не только богиней мудрости, но и защитницей (палладой) города ее имени. В своем стремлении на восток греки столкнулись с легендарным Крезом – царем Лидии. Одна из лидиек по имени Арахна бросила богине вызов, заявив, что лучше прядет нити, из которых потом делает ткани. Афина разгневалась и превратила Арахну в паучиху. В память об этом мифе Карл Линней назвал паукообразных арахноидами.

Биотехнологи давно делают попытки, безуспешные пока, наладить производство паутинных нитей, прочность которых в пять раз превышает таковую стальной того же сечения. У пауков же есть на конце брюшка особая железка, клетки которой не только синтезируют протеины, но еще и искусным образом сплетают белковые цепи в прочный комплекс. Он скрепляет равномерно распределенные белковые «капли»…

Природа снабдила человека пятью сенсорами – органами чувств, одно из которых не имеет явно оформленного органа (в отличие от глаза и уха, носа и языка). Весь кожный покров с огромным количеством нервных окончаний является «коллективным» органом тактильной чувствительности. Сенсорный комплекс называют еще квинтэссенцией, отвечающей за снабжение мозга информацией о внешнем мире и внутреннем состоянии организма. На основе этой информации мозг и формирует поведение организма.

11-12-3480.jpg
Патч на плечо для мониторинга состояния
организма: Si – силиконовое покрытие,
F – фрагменты сенсора, FPCB – жесткая
печатная плата.  Иллюстрации Physorg
Неудивительно, что биоэлектроника давно пытается создать электронную кожу (eSkin), которая без всяких проводов обеспечивала бы тактильную чувствительность. Один из вариантов eSkin был создан в Городском университете Гонконга, где сконструировали электронную кожу, способную при небольшом напряжении «ощущать» давление на нее. Сенсорная плата размером 7х10 см на PDMS (полидиметилсилоксан) подложке и толщиной 4 мм в виде патча крепится на внутренней поверхности бицепса. В ходе опытов она обеспечила беспроводную связь двух человек, обеспечив тем самым тактильный «интерком». Авторы разработки предвидят создание в недалеком будущем тактильного интернета, который будет очень полезным в медицине.

Диметил, но в соединении с формамидом (амидом муравьиной кислоты) применил и Университет Цзилинь в китайском г. Чанчун. В нем растворяли полиакрилнитрил (ПАН) с добавлением ионов серебра в комплексе с четырьмя группами из азота и углерода, соединенных тройной связью. Ионы серебра служили координационными центрами, которые после восстановления благородного металла образовывали активные наночастицы (Ag nanoparticles). Именно благодаря им стало возможно получение функционально активных и эластичных нитей. Они сохраняют прочность после растяжения более чем в пять раз и при давлении до 60 атм.

Еще одно преимущество «нитепрядения»: нити электропроводны, что позволило сделать «чувствующие» (sensible) перчатки, способные передавать информацию о нагреве или охлаждении поверхности, сгибании пальцев и сжатии кисти в кулак. Авторами была также сделана маска, передающая информацию о составе выдыхаемого человеком воздуха и состоянии его легких, что очень важно для мониторинга легочной функции.

А в Стэнфорде создали нейроморфную сенсомоторную интегрированную цепь, вмонтированную в eSkin, которая имитирует механику реальной кожи. Авторы разработки назвали свое детище протезированной кожей (prosthetic). Она под действием прикосновения или температуры может генерировать импульсы, передаваемые затем в сенсомоторную кору мозга. Трехслойная eSkin на основе эластомера-диэлектрика способна реагировать, генерируя последовательность импульсов. Имитация биологической рефлекторной дуги с помощью твердотельных синаптических транзисторов показала увеличение стимуляции с возрастанием давления на eSkin. 


Читайте также


Для электростимуляции мышц предложено использовать фотоны

Для электростимуляции мышц предложено использовать фотоны

Александр Спирин

Бегущая ионная волна

0
17658
В Европе эту болезнь называли «огонь святого Антония»

В Европе эту болезнь называли «огонь святого Антония»

Владимир Яшин

К данному инфекционно-аллергическому заболеванию кожи иммунитет не вырабатывается

0
10386
Что скрывают папиллярные лабиринты

Что скрывают папиллярные лабиринты

Игорь Лалаянц

Если бы крем от морщин помогал, то у людей не было бы отпечатков пальцев

0
12804
"Роснефть" помогает развивать биотехнологии и генодиагностику в регионах

"Роснефть" помогает развивать биотехнологии и генодиагностику в регионах

Елена Крапчатова

В тюменской школе компания помогла создать современную лабораторию

0
10804

Другие новости