Seoul (pte/10.12.2014) Eine neue elektronische Haut macht moderne Handprothesen noch besser: Sie können nun Hitze, Feuchtigkeit und Druck spüren – und fühlen sich dabei wie menschliche Hände an, weil sie auf Körpertemperatur aufgeheizt werden. Ein Team von südkoreanischen Forschern rund um Dae-Hyeong Kim von der Seoul National University http://useoul.edu hat diese „smarte“ Haut entwickelt.
„Die Handprothese und die beschichtete elektronische Haut könnte vielen komplexen Vorgängen entgegentreten, wie Händeschütteln, auf einer Tastatur tippen, nach einem Ball greifen, eine Tasse mit einem heißen oder kalten Getränk halten, trockene oder nasse Oberflächen und zwischenmenschlichem Kontakt erfühlen“, schreiben die Autoren.
Silikon und Silizium-Nanobänder
Die elektronische Haut besteht größtenteils aus einem flexiblen, transparenten Silikonmaterial namens Polydimethylsiloxan (PDMS). Darin eingebettet sind Silizium-Nanobänder, die Elektrizität generieren, sobald sie gedrückt oder gedehnt werden und so taktiles Feedback geben. Außerdem können sie Wärme und Kälte spüren.
Jene Sensoren, die Feuchtigkeit messen, bestehen aus Kondensatoren. Sobald das Polymer rund um den Kondensator Wasser aufnimmt, ändert sich die Fähigkeit des Polymers, eine Ladung zu speichern. Die Kondensatoren messen diese Änderung in der Speicherfähigkeit und schließen daraus auf die Feuchtigkeit aus der Umgebung. So konnte die beschichtete elektronische Haut auch zwischen trockenen und feuchten Windeln unterscheiden.
Dehnbares Material setzt Maßstäbe
Ein wichtiger Fortschritt, den die südkoreanischen Forscher gemacht haben, ist die neu gewonnene Flexibilität der Haut. Zuvor waren Sensoren eher steif und drohten bei zu viel Belastung zu zerbrechen – durch die dehnbaren Siliziumbänder ist dieses Problem aus der Welt. Zudem sind sie an die Bedürfnisse der Hand angepasst. „Manche Teile der Hand werden nur um einige Prozent gestreckt, während andere Teile um mehr als 20 Prozent gedehnt werden“, so Kim gegenüber Live Science.
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Kontakt: Marie-Thérèse Fleischer
Foto: Kim et al.
Redaktion: Torben Gösch