تطوير جهاز استشعار يحاكي قدرات الجلد البشري

تمكن فريق من الباحثين من تطوير نوع جديد من أجهزة الاستشعار قابلة للارتداء يمكن أن تحاكي خصائص الاستشعار للجلد، وهو تقدم قد يؤدي في المستقبل إلى تطوير جلد اصطناعي.
وأوضح الباحثون أن قدرة البشرة على إدراك الضغط والحرارة والبرودة والاهتزاز هي وظيفة أمان حرجة يعتبرها معظم الناس أمرا مفروغا منه، لكن ضحايا الحروق، أولئك الذين لديهم أطراف اصطناعية وغيرهم ممن فقدوا حساسية الجلد لسبب أو لآخر، لا يمكن اعتباره أمرا مفروغا منه، وغالبا ما يصيب أنفسهم دون قصد.
فقد تم في جامعة "كونيتيكت" الأمريكية ابتكار جهاز الاستشعار الجديد باستخدام جسيمات أكسيد الحديد النانوية في السيليكون ويظهر كمواد بديلة للبشرة، إلى جانب المساعدة في علاج الحروق، يمكن أيضًا حماية الأشخاص المعرضين لحقول مغناطيسية عالية بشكل خطير، وتنبيه الوالدين إذا وقع طفلهما في المياه العميقة في حمام السباحة.
وقال إسلام موسى، الكيميائي في جامعة كونيتيكت: "سيكون من الرائع أن يمتلك (المستشعر) لمحاكاة قدرات الجلد البشري، على سبيل المثال القدرة على اكتشاف الحقول المغناطيسية والموجات الصوتية والسلوك غير الطبيعي"، وقد تم تصميم المستشعر الجديد، مع أنبوب سيليكون ملفوف بسلك نحاسي ومملوء بسائل خاص مصنوع من جسيمات دقيقة من أكسيد الحديد يبلغ طوله واحدًا من المليار من المتر، ويُدعى الجسيمات النانوية.
وتفرك الجسيمات النانوية حول أنبوب السيليكون الداخلي وتكوِّن تيارًا كهربائيًا، إن الأسلاك النحاسية المحيطة بأنبوب السيليكون تلتقط التيار كإشارة، عندما يصطدم هذا الأنبوب بشيء يعاني من الضغط، تتحرك الجسيمات النانوية وتتغير الإشارة الكهربائية، كما أن الموجات الصوتية تخلق موجات في السائل النانوي، وتتغير الإشارة الكهربائية بطريقة مختلفة عما يحدث عندما يصطدم الأنبوب.
ووجد الفريق البحثي أنه يمكن التمييز بين الإشارات الكهربائية الناجمة عن المشي والجري والقفز والسباحة، ويأمل الباحثون في أن يساعد ذلك ضحايا الحروق، وربما يكون بمثابة إنذار مبكر للعمال المعرضين لحقول مغناطيسية عالية بشكل خطير، نظرًا لأن السطح الخارجي المطاطي مغلق تمامًا ومقاوم للماء، فقد يعمل أيضًا كمراقب يمكن تنبيهه لتنبيه الوالدين إذا وقع طفلهما في المياه العميقة في حمام السباحة.