В журнале Advanced Functional Materials опубликована статья, описывающая создание биомиметической мягкой кожи (SPS), усиливающей восприятие боли, учеными из Института технологии и инженерии материалов Нинбо (NIMTE) Китайской академии наук (CAS). Она осуществляет трансформацию от тактильного восприятия к восприятию боли.
Существа с биологическими мягкими тканями (например, кожей) защищены пассивным натяжением, механическим упрочнением и активным восприятием внешних раздражителей. Но добиться активной защиты сложно, так как для этого необходимо интенсивное и быстрое оповещение о боли, что может быть осуществлено только нервной системой.
Для решения этой проблемы специалисты из NIMTE создали новую биомиметическую кожу – эластичную и проводящую пленку (ECF), которая состоит из тонкой эластомерной пленки и собранных графеновых нанолистов с взаимосвязанным структурным интерфейсом. Эффект SPS позволяет мягкой коже совершать переход от тактильного к болевому восприятию.
Биомиметическая кожа позволяет достичь нормального тактильного восприятия при слабом ударе и болевого восприятия выше порога натяжения. Кроме того, значение порога восприятия напряжения можно регулировать от ~7,2% до ~95,3%. Сенсорная система с поддержкой SPS может эффективно имитировать ощущение боли в тканях человека. Например, в случае однонаправленного перенапряжения мышечного сухожилия и неравномерной деформации растяжения кожи руки.
Концепция биомиметической мягкой кожи на основе эффекта SPS будет востребована в области взаимодействия человек-машина, а также для интеллектуального протезирования и мягкой робототехники.
