Dopo la svolta con la loro prima pelle artificiale sudata due anni fa, il team multidisciplinare di Danqing Liu non è rimasto fermo. Il loro obiettivo:una pelle artificiale che suda il più naturalmente possibile. Ci sono riusciti, come si può leggere nel loro articolo su Angewandte Chemie . Lì spiegano come sono riusciti ad essere la prima squadra al mondo a poter controllare con precisione dove, quando e quanto suda una pelle artificiale e anche dove si raccoglie il liquido.

Robot sudati

Nella precedente svolta del team, è diventato evidente che una pelle artificiale in grado di sudare a comando potrebbe avere numerose applicazioni pratiche. Allora, la pelle artificiale poteva secernere il fluido in modo uniforme e uniforme ovunque. Una pelle artificiale che suda uniformemente può aiutare a raffreddare la superficie dei robot. Nelle applicazioni sociali, potrebbe aiutare a rendere il robot il più simile possibile a un umano, il che include la sudorazione. Oppure prendi in considerazione bende speciali in grado di somministrare farmaci controllati sulla pelle umana o sulla superficie di una ferita come un'ustione.

Queste applicazioni diventeranno più tangibili solo quando questa nuova invenzione consentirà loro di controllare dove la pelle artificiale espelle il fluido entro pochi micrometri. Non solo, i ricercatori ora controllano quanto e per quanto tempo il fluido viene rilasciato dalla pelle artificiale, nonché dove si raccoglie il fluido e quando è il momento di riassorbirlo.

Il rilascio di liquido è stimolato dalla luce UV. Applicando quindi tensione alla rete elettrica sottostante, il fluido si raccoglie nei punti desiderati. Grazie al design intelligente della griglia, questo può essere completamente controllato e crea un modello di sudore molto naturale. Pensa a te stesso:in una giornata calda, il sudore si accumula anche in punti specifici del tuo viso. Questa pelle artificiale ci avvicina di più all'imitazione del comportamento naturale della pelle.

Team multidisciplinare

Danqing Liu, assistente professore presso il dipartimento di ingegneria chimica e chimica e affiliato all'istituto ICMS, e la spinta e l'entusiasmo del postdottorato YuanYuan Zhan sono contagiosi per chiunque le parli. Nel laboratorio speciale di Liu, ha raccolto attorno a sé un team multidisciplinare unico. Il laboratorio ha anche l'attrezzatura per svolgere ricerche elettrotecniche, chimiche e fisiche in combinazione con il design industriale, che è abbastanza eccezionale all'interno dell'università. Insieme, stanno conducendo ricerche su diversi materiali promettenti a base di cristalli liquidi, meglio conosciuti per gli schermi LCD.

"È fantastico vedere cosa può realizzare il nostro team con questi materiali sulla base di stimoli esterni!" Liu spiega con entusiasmo. "Ho un background tecnico molto ampio, quindi posso fare brainstorming con ogni membro del team. Tuttavia, le specializzazioni di tutti erano essenziali per ottenere i risultati che stiamo dimostrando".

Combinazione unica di proprietà

Ciò che rende così unica questa nuova iterazione della pelle artificiale del team di Liu è il controllo di vasta portata che hanno sul comportamento della pelle:secernere, disperdere o raccogliere e riassorbire il liquido, un processo che controllano tramite luce UV ed elettricità gratuite. Non sorprende che il loro lavoro stia generando entusiasmo nella scienza dei materiali.

"La mia motivazione è sviluppare materiali utili. Mi piace quindi iniziare un progetto con un obiettivo chiaro in mente. In questo caso, stiamo cercando un nuovo materiale per un'applicazione medica utile", afferma Liu. "E ciò richiede tempo. Può sembrare che ora stia procedendo rapidamente, ma dalla prima idea ispirata a dove siamo ora con questa svolta ci sono voluti più di dieci anni. E non abbiamo ancora finito.

"Siamo partiti dall'idea di vedere cosa potevamo fare con i cristalli liquidi nella robotica morbida in 3D. L'attenzione si è poi spostata su una skin per robot 2D. Volevamo integrare la robotica tradizionale piuttosto che competere con essa. Con la skin, abbiamo scoperto che potessimo controllare la topologia (montagne e valli su scala micrometrica).

"Potremmo usarlo come rivestimento per scrollarsi di dosso la sabbia dai pannelli solari del Mars Rover, ad esempio. Un'altra applicazione che abbiamo elaborato è l'alternanza tra sezioni appiccicose e non appiccicose del rivestimento. Scegliendo quale materiale è sulla parte superiore delle montagne e che è nelle valli, potremmo assicurarci che qualcosa sia appiccicoso o meno. Questo potrebbe essere un metodo migliore rispetto a una ventosa, soprattutto per le parti fragili o delicate come il vetro sottile."

E questo ci porta alla ricerca attuale del team di Liu. Insieme, stanno lavorando a quell'unico sogno:non semplicemente imitare la natura, ma aiutarla a evolversi aggiungendo a ciò che è già possibile. E sembra giusto concludere che ci stanno riuscendo con i loro materiali a cristalli liquidi unici. + Esplora ulteriormente

La pelle artificiale cura le ferite e fa sudare i robot