پوست انسان با بیشتر از ۱۰۰۰ پایانه عصبی، بزرگترین ربط حسی مغز با دنیای خارج است که از طریق لمس، دما و سختی، بازخورد بسیاری را اراعه می‌دهد.

در حالی که این ویژگی‌های پیچیده، پوست را به یک اندام حیاتی تبدیل می‌کنند، همانند‌سازی آن را نیز به کاری چالش‌برانگیز تبدیل می‌کند.

به نقل از تی‌ای، پژوهشگران دانشگاه A&M تگزاس با منفعت گیری از هیدروژل‌های نانومهندسی شده که قابلیت‌های حسگر زیستی الکترونیکی و حرارتی قابل تنظیم را نشان خواهند داد، پوست الکترونیکی چاپ‌شده سه بعدی (E-skin) جدیدی را تشکیل کرده‌اند که می‌تواند انعطاف‌پذیر، کشسان و همانند به پوست انسان باشد.

دکتر آخیلش گهاروار، استاد و مدیر تحقیقات دپارتمان مهندسی بیومدیکال او گفت: توانایی همانند‌سازی حس لامسه و ادغام آن در فناوری‌های گوناگون، زمان‌های جدیدی را برای تعامل انسان و ماشین و ازمایش ها حسی پیشرفته باز می‌کند. این کار به طور بالقوه می‌تواند صنایع را منقلب کند و کیفیت زندگی افراد دارای معلولیت را بهبود بخشد.

کاربردهای آینده پوست الکترونیکی زیاد گسترده است، از جمله دستگاه‌های سلامت و بهداشت پوشیدنی که به طور مداوم علائم حیاتی همانند تحرک، دما، ضربان قلب و سختی خون را کنترل می‌کنند و به کاربران بازخورد خواهند داد و به آنها پشتیبانی می‌کنند توانایی‌های حرکتی و هماهنگی خود را بهبود بخشند.

گهاروار می‌گوید: الهام‌قسمت گسترش پوست الکترونیکی، تمایل به تشکیل رابط‌های گسترش یافتهتر و همه‌کاره‌تر بین فناوری، بدن انسان و محیط زیست است. شوق انگیزترین جنبه این پژوهش، کاربردهای بالقوه آن در رباتیک، پروتز، فناوری پوشیدنی، ورزش و تناسب اندام، سیستم‌های امنیتی و دستگاه‌های سرگرمی است.

فناوری E-skin که در مطالعه‌ای در مجله Advanced Functional Materials انتشار شده است، در آزمایشگاه گهاروار گسترش یافته است.

ساخت پوست الکترونیکی(E-skin) شامل چالش‌هایی با گسترش مواد بادوام است که می‌توانند به طور همزمان انعطاف‌پذیری پوست انسان را پیروی کنند، دارای قابلیت‌های حسگر بیوالکتریکی باشند و از تکنیک‌های ساخت مناسب برای دستگاه‌های پوشیدنی یا کاشتنی منفعت گیری کنند.

گهاروار می‌گوید: در قبل، سفتی این سیستم‌ها برای بافت‌های بدن ما زیاد زیاد می بود و از انتقال سیگنال و تشکیل عدم تطابق مکانیکی در رابط زیستی-غیرزیستی جلوگیری می‌کرد. ما یک استراتژی «تقاطع سه‌ گانه» را به سیستم مبتنی بر هیدروژل معارفه کردیم که به ما امکان داد یکی از محدودیت‌های کلیدی در عرصه بیوالکترونیک انعطاف‌پذیر را رفع کنیم.

منفعت گیری از هیدروژل‌های نانومهندسی شده به برخی از جنبه‌های چالش برانگیز گسترش پوست الکترونیکی در طول چاپ سه بعدی به علت توانایی هیدروژل‌ها در افت ویسکوزیته تحت تنش برشی در میانه تشکیل E-skin می‌پردازد و امکان جابجایی و دستکاری آسان‌تر را فراهم می‌کند.

این تیم می‌گوید که این ویژگی ساخت ساختارهای الکترونیکی پیچیده دو بعدی و سه بعدی را که یک جنبه الزامی برای تکرار ماهیت چند وجهی پوست انسان است، تسهیل می‌کند.

پژوهشگران این چنین از «نقص اتمی» در نانو مجموعه‌های مولیبدن دی‌سولفید منفعت گیری کردند که ماده‌ای است که حاوی نقص‌هایی در ساختار اتمی خود است که امکان هدایت الکتریکی بالا را فراهم می‌کند و از نانوذرات پلی‌دوپامین نیز برای پشتیبانی به چسبیدن پوست الکترونیکی به بافت مرطوب بدن منفعت گیری می‌بشود.

گهاروار می‌گوید: این نانوذرات مولیبدن دی‌سولفید که به شکل خاص و اختصاصی طراحی شده‌اند، به ‌گفتن اتصال‌دهنده‌های متقابل برای راه اندازی هیدروژل عمل می‌کنند و رسانایی الکتریکی و حرارتی را به پوست الکترونیکی خواهند داد.

او گفت: ما اولین کسی هستیم که از آن به ‌گفتن یک جزء کلیدی منفعت گیری می‌کنیم. توانایی این ماده برای چسبندگی به بافت‌های مرطوب به ‌اختصاصی برای کاربردهای بالقوه مراقبت‌های بهداشتی که در آن‌ها E-skin باید مطابقت داشته باشد و به سطوح بیولوژیکی پویا و مرطوب بچسبد، زیاد مهم است.