پژوهشگران با الهام از پوست مار حسگری بسیار منعطف طراحی کردند

محققان انستیتو تراساکی ایالات متحده با الهام از قابلیت کشش پوست مارهنگام بلع طعمه‌های بسیار بزرگ، حسگری با قابلیت انعطاف‌پذیری بسیار بالا طراحی کرده‌اند که در طیف وسیعی از محصولات مرتبط با مهندسی پزشکی و پایش سلامت مرتبط با قلب و عروق، ارزیابی عملکرد ورزشکاران و توانبخشی کاربرد دارد. 

بسیاری از عملکردهای طبیعی بدن انسان با ایجاد کشش و ارتعاش در سطح پوست همراه هستند. دستگاه‌های بسیاری با اندازه‌گیری چنین ارتعاشاتی می‌توانند اقدام به پایش فعالیت‌های بدن کنند، اما همیشه نیاز به حسگر دقیق‌تر و قابل انعطاف‌تر برای ساخت دستگاه‌های پیشرفته حس می‌شود.

حسگرهای امروزی مورد استفاده در فناوری‌های پوشیدنی می‌توانند کشش ناشی از مفاصل و ماهیچه‌ها تا ارتعاشات بسیار جزئی ناشی از عبور خون در رگ‌ها یا تارهای صوتی را حس کنند. ماده PEDOT:PSS به دلیل رسانایی و پایداری بسیار بالا در بیشتر حسگرهای گفته شده یافت می‌شود که می‌تواند حساسیت بسیار زیادی نیز در تشخیص کوچک‌ترین کشش‌ها از خود نشان دهد. اما متاسفانه این ماده انعطاف‌پذیری بسیار کمی دارد و تلاش‌های قبلی برای افزودن مواد منعطف به ترکیب آن، به کاهش میزان حساسیت ختم شده است.

تیم مشترک از محققان انستیتو تراساکی در ایالات متحده برای مدتی است که روی افزایش انعطاف‌ حسگرهای زیستی ساخته شده از PEDOT:PSS تمرکز کرده‌اند. آن‌ها در تحقیقات خود از قابلیت پوست مار برای کشش چند برابری هنگام بلع طعمه‌های بسیار بزرگ، الهام گرفته‌اند. هم‌پوشانی فلس‌های مار در حالت طبیعی موجب می‌شود تا در صورت نیاز بتوانند فاصله بسیار زیادی از یکدیگر بگیرند و انعطاف بسیار بالای این حیوان را موجب شوند. 

پژوهشگران ابتدا لایه نازکی از ماده گفته شده را در زمینه‌ای الاستیکی و منعطف قرار دادند و سپس ساختار جزیره مانند از پلیمر مورد نظر را به عنوان لایه دوم در نظر گرفتند. نتیجه کار، ساخت حسگری با قابلیت انعطاف‌پذیری بسیار بالا بدون از دست دادن میزان حساسیت بوده است.

حسگر ساخته شده توسط موسسه تراساکی می‌تواند با دقت بالا میزان و زاویه کشش‌ها را تشخیص دهید. همچنین میزان مقاومت و حساسیت آن در سطح بسیار بالایی قرار دارد. چنین یافته‌ای پتانسیل استفاده در طیف وسیعی از محصولات مرتبط با مهندسی پزشکی و پایش سلامت مرتبط با قلب و عروق، ارزیابی عملکرد ورزشکاران و توانبخشی را دارد. حتی ممکن است در زمینه‌های جدیدی مانند بهبود توانایی ارتباط و تشخیص گفته‌ها در محیط‌های شلوغ از طریق ردیابی حرکت تارهای صوتی یا پایش مداوم حرکات صورت برای یافتن اختلالات رفتاری مورد استفاده قرار گیرد.