Ενας νέος τύπος αισθητήρα μπορεί να οδηγήσει στην ανάπτυξη τεχνητού δέρματος το οποίο κάποια ημέρα θα προσφέρει σε εγκαυματίες την ικανότητα να νιώθουν και πάλι τι αγγίζουν, ενώ παράλληλα θα αποτελεί «ασπίδα» ενάντια σε πολλούς εχθρούς για τον καθένα μας. Αυτό υποστηρίζουν ερευνητές του Πανεπιστημίου του Κονέκτικατ με δημοσίευσή τους στην επιθεώρηση «Advanced Materials».
Η ικανότητα του δέρματός μας να αντιλαμβάνεται την πίεση, τη θερμότητα, το κρύο και τις δονήσεις αποτελεί μιας ζωτικής σημασίας λειτουργία την οποία οι περισσότεροι θεωρούν δεδομένη. Ωστόσο οι εγκαυματίες, τα άτομα με προσθετικά μέλη αλλά και γενικώς έχουν όσοι χάσει την ικανότητα «αντίληψης» του δέρματός τους για διαφορετικούς λόγους γνωρίζουν πόσο μη δεδομένη είναι αυτή η λειτουργία – ένας λόγος παραπάνω καθώς συχνά αυτοτραυματίζονται ακούσια εξαιτίας ακριβώς της έλλειψής της.
Ικανότητα ανίχνευσης μαγνητικών πεδίων ή ηχητικών κυμάτων
Οι χημικοί Ισλάμ Μόζα και Τζέιμς Ράσλινγκ από το Πανεπιστήμιο του Κονέκτικατ σε συνεργασία με τον μηχανικό του Πανεπιστημίου του Τορόντο Αμπντελσαλάμ Αχμέντ αποφάσισαν λοιπόν να βρουν μια λύση σε αυτό το πρόβλημα αναπτύσσοντας έναν αισθητήρα ο οποίος μιμείται την αισθητικότητα του δέρματος. Ενας τέτοιος αισθητήρας θα έπρεπε να μπορεί να ανιχνεύει την πίεση, τη θερμοκρασία και τις δονήσεις. Γιατί να μην μπορεί να κάνει όμως και πολύ περισσότερα; σκέφτηκαν οι ερευνητές. «Θα ήταν τέλειο αν ο αισθητήρας διέθετε ικανότητες που δεν τις διαθέτει το ανθρώπινο δέρμα: για παράδειγμα, την ικανότητα ανίχνευσης των μαγνητικών πεδίων ή των ηχητικών κυμάτων» ανέφερε ο δρ Μόζα.
Η ερευνητική ομάδα δημιούργησε έναν τέτοιο αισθητήρα με χρήση ενός σωλήνα σιλικόνης ο οποίος τυλίχθηκε με ένα καλώδιο χαλκού. Το εσωτερικό του σωλήνα γέμισε με ένα ειδικό υγρό που αποτελείτο από μικροσκοπικά σωματίδια οξειδίου του σιδήρου – τα σωματίδια αυτά ήταν νανοσωματίδια με μήκος μόλις ενός δισεκατομμυριοστού του μέτρου το καθένα. Τα νανοσωματίδια εντός του σωλήνα της σιλικόνης δημιουργούσαν ηλεκτρικό ρεύμα ενώ το καλώδιο του χαλκού που περιέβαλε τον σωλήνα λάμβανε το ηλεκτρικό ρεύμα ως σήμα. Οταν αυτός ο σωλήνας υφίστατο πίεση, τα νανοσωματίδια εντός του κινούνταν και το ηλεκτρικό σήμα άλλαζε. Αλλά και τα ηχητικά κύματα δημιουργούσαν κύματα στο υγρό των νανοσωματιδίων με αποτέλεσμα το ηλεκτρικό σήμα να αλλάζει και πάλι αλλά με διαφορετικό τρόπο.
Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι και τα μαγνητικά πεδία τροποποιούσαν το σήμα με τρόπο διακριτό σε σύγκριση με εκείνον που αφορούσε αλλαγή του σήματος λόγω πίεσης ή λόγω ηχητικών κυμάτων. Ακόμη και όταν ένα άτομο κινείτο στον χώρο ενώ κρατούσε τον αισθητήρα προκαλούσε αλλαγή του ηλεκτρικού σήματος – μάλιστα οι επιστήμονες είδαν ότι μπορούσαν να διαχωρίσουν μεταξύ των ηλεκτρικών σημάτων που προκαλούνταν όταν το άτομο περπατούσε, έτρεχε, πηδούσε ή κολυμπούσε.
Τεχνητό δέρμα για ασθενείς
Αυτό το «μεταλλικό» δέρμα με τις ατελείωτες ιδιότητες μπορεί να παραπέμπει σε… υπερήρωες, ωστόσο ο στόχος των δημιουργών του είναι πολύ διαφορετικός. Ο δρ Μόζα και οι συνεργάτες του ελπίζουν ότι θα κάνει ασθενείς που έχουν χάσει την αίσθηση της αφής να «νιώσουν» ξανά ενώ συγχρόνως θα προσφέρει έγκαιρη προειδοποίηση σε εργαζομένους που εκτίθενται σε επικίνδυνα υψηλά μαγνητικά πεδία. Μια άλλη χρήση θα ήταν να αποτελέσει ένα «φορετό εργαλείο» το οποίο θα μπορούσε να ειδοποιήσει για παράδειγμα τους γονείς αν το παιδί τους έχει πέσει μέσα στα βαθιά νερά μιας πισίνας. «Η έμπνευση ήταν να φτιάξουμε κάτι που θα διαρκεί στον χρόνο και θα μπορεί να εντοπίζει πολλαπλούς κινδύνους» σημείωσε ο δρ Μόζα.
Επόμενο βήμα για την ομάδα είναι να ελέγξει τον αισθητήρα σχετικά με το πώς αποκρίνεται στη θερμότητα αλλά και στο κρύο – αν και οι ερευνητές πιστεύουν ότι θα είναι αποτελεσματικός και σε αυτές τις περιπτώσεις. Σχεδιάζουν επίσης να χαρίσουν σε αυτό το «υπερ-δέρμα»… επίπεδη μορφή ώστε να μοιάζει περισσότερο με το πραγματικό δέρμα και να δουν αν συνεχίζει να είναι λειτουργικό.
