Naparstek preludium do rękawiczki chirurgicznej (a potem robota)

[KopalniaWiedzy.pl 341]

Podobnie jak wargi opuszki palców są bardzo wrażliwe na dotyk. By stały się jeszcze czulsze, wynaleziono giętkie urządzenie półprzewodnikowe, które przypomina przezroczysty naparstek z wbudowanym obwodem. Naukowcy mają nadzieję, że to pierwszy krok w kierunku zaawansowanych rękawiczek chirurgicznych.

Pracami amerykańsko-chińskiego zespołu z University of Illinois w Urbana-Champaign, Northwestern University i Dalian University of Technology kierował John Rogers. Najważniejszą częścią wynalazku są warstwy złotych elektrod o grubości zaledwie kilkuset nanometrów, które by powstała nanobłona, poprzeplatano warstwami poliimidu. Całość umieszcza się na tubie z gumy silikonowej. W ten sposób jedna ze stron obwodu wchodzi w bezpośredni kontakt z palcem. Po drugiej znajdują się zaś czujniki mierzące nacisk, temperaturę czy np. rezystancję. Wykazano, że urządzenie reaguje z dużą precyzją na naprężenia związane z dotykiem i ruchami palców. Naprężenia na czubku palca są mierzone dzięki określaniu zmiany w pojemności elektrycznej pomiędzy parami elektrod w obwodzie. Przyłożenie sił zmniejsza odległości w skórze, przez co pojemność wzrasta.

Osoba nosząca nanonaparstek podlega stymulacji elektrodotykowej. Delikatne mrowienie jest wywołane przyłożeniem do skóry niewielkiego napięcia. Wartość napięcia jest kontrolowana przez czujniki i zależy od właściwości dotykanego obiektu.
Prof. Rogers tłumaczy, że rękawiczki wyposażone w nanomembranę mogłyby na podstawie właściwości elektrycznych wyczuwać grubość lub skład tkanki. Na tym jednak nie koniec: posługując się przymocowaną do nadgarstka baterią, dzięki której za pośrednictwem nanomembrany podawano by prąd zmienny o dużej częstotliwości (HFAC), wykonywano by np. zabiegi ablacji tkanki. Alternatywnie lub dodatkowo przeprowadzano by USG.

Komercjalizowana dzięki firmie MC10 technologia znalazła zastosowanie nie tylko w chirurgii, ale i innych dziedzinach medycyny. Trwają bowiem np. testy na zwierzętach, gdzie serce owija się nanobłoną, która tworzy trójwymiarowe mapy aktywności elektrycznej. MC10 współpracuje też ponoć z Reebokiem. Do końca roku miałby zadebiutować produkt dla osób uprawiających sporty kontaktowe.