(Phys.org) - Le complesse proprietà dei polpastrelli sono state imitate e ricreate utilizzando dispositivi a semiconduttore in quello che i ricercatori sperano porterà allo sviluppo di guanti chirurgici avanzati.
I dispositivi, dimostrato di essere in grado di rispondere con elevata precisione alle sollecitazioni e alle sollecitazioni associate al tocco e al movimento delle dita, sono un passo avanti verso la creazione di guanti chirurgici da utilizzare in procedure mediche come ablazioni locali ed ecografie.
Ricercatori dell'Università dell'Illinois a Urbana-Champaign, La Northwestern University e la Dalian University of Technology hanno pubblicato oggi il loro studio, 10 agosto nel diario Nanotecnologia .
Offrendo linee guida per la creazione di questi dispositivi di stimolazione elettrotattile da utilizzare sulla punta delle dita dei chirurghi, il loro documento descrive i materiali, strategie di fabbricazione e design dei dispositivi, utilizzando ultrasottile, estensibile, elettronica a base di silicio e sensori morbidi che possono essere montati su una "pelle" artificiale e montati sulla punta delle dita.
"Immagina la capacità di percepire le proprietà elettriche dei tessuti, e poi rimuovere localmente quel tessuto, appunto per ablazione locale, tutto tramite la punta delle dita utilizzando guanti chirurgici intelligenti. In alternativa, o forse in aggiunta, l'ecografia potrebbe essere possibile, ", ha affermato il coautore dello studio, il professor John Rogers.
I ricercatori suggeriscono che la nuova tecnologia potrebbe aprire possibilità ai robot chirurgici in grado di interagire, in una modalità di contatto morbido, con l'ambiente circostante attraverso il tatto.
Il circuito elettronico sulla "pelle" è costituito da modelli di linee conduttive dorate e fogli ultrasottili di silicio, integrato su un polimero flessibile chiamato poliimmide. Il foglio viene quindi inciso in una geometria a maglia aperta e trasferito su un sottile foglio di gomma siliconica modellato nella forma precisa di un dito.
Questa "pelle" elettronica, o polsino, è stato progettato per misurare le sollecitazioni e le deformazioni sulla punta delle dita misurando la variazione di capacità - la capacità di immagazzinare carica elettrica - di coppie di microelettrodi nel circuito. Le forze applicate hanno diminuito lo spazio nella pelle che, a sua volta, aumentato la capacità.
Il dispositivo fingertip potrebbe anche essere dotato di sensori per la misurazione del movimento e della temperatura, con riscaldatori di piccola scala come attuatori per l'ablazione e altre operazioni correlate
I ricercatori hanno sperimentato con l'elettronica all'interno del dispositivo, a contatto con la pelle di chi lo indossa, e anche all'esterno. Ritengono che poiché il dispositivo sfrutta materiali e tecniche di fabbricazione adottate dall'industria dei semiconduttori consolidata, i processi possono essere scalati per un uso realistico a costi ragionevoli.
"Forse il risultato più importante è che siamo in grado di incorporare multifunzionalità, tecnologie di dispositivi a semiconduttore al silicio sotto forma di soft, tridimensionale, pelli aderenti, adatto per l'integrazione non solo con i polpastrelli ma anche altre parti del corpo, "continuò il professor Rogers.
Infatti, i ricercatori ora intendono creare una "pelle" per l'integrazione su altre parti del corpo, come il cuore. In questo caso, un dispositivo avvolgerebbe l'intera superficie 3D del cuore, come un calzino, per fornire varie funzioni di rilevamento e attuazione, fornendo dispositivi chirurgici e diagnostici avanzati relativi alle aritmie cardiache.
Le sfide future includono la creazione di materiali e schemi per fornire al dispositivo dati e alimentazione wireless.
