עור מלאכותי רגיש למגע, מוליך ובעל יכולת ריפוי עצמי פותח במעבדות אוניברסיטת סטאנפורד
אחת מהבעיות שמדענים יפנים נתקלים בהן כאשר הם עובדים על עוד רובוט מפחיד שנראה כמו גרסה חיוורת של ערפד היא העור המלאכותי שלו – הוא עשוי מפלסטיק או גומי רך ולא נראה או מרגיש אמיתי כלל.
עכשיו אולי נמצא הפיתרון לכך במעבדות סטאנפורד: עור מלאכותי בעל תכונות ייחודיות. העור עשוי מתרכובת פלסטית, מוליך (כמו עור אמיתי), ומסוגל לתקן את עצמו שוב ושוב בתנאי טמפרטורה רגילים.
השימושים האפשריים הם רבים מאוד, אך האפשרויות העולות כעת הן בתחום האיברים המלאכותיים – גפיים חכמות המסוגלות לתקן פגמים בעור המכסה אותן. בעתיד, ניתן יהיה לעשות שימוש בעור הפלסטי החדש לייצור מכשירים אלקטרוניים המסוגלים לתקן את השריטות שמכסות אותם, או אפילו תוכל לבחור להחליף את קצות האצבעות שלך (או איזורים אחרים מכוסים בעור) בחלופה הביונית-מלאכותית.
קיימים כאן שני חידושים חשובים: חומר מלאכותי שיכול לתקן את עצמו שוב ושוב, והעובדה שהוא מוליך חשמלית – משמעה שהוא יכול לחוש שינויים בלחץ וטמפרטורה (רגיש כמו עור אמיתי).
| תלמיד הפוסט-דוקטורט צ'או וואנג מבצע חיתוך הדגמה בעור המלאכותי |
הצוות בסטאנפורד, בהובלת שנאן פאו, החל עם פולימר פלסטי שחוזק באמצעות קשרי מימן. בעולם הכימיה, קשרי מימן הם מיוחדים מפני שהם הרבה יותר חלשים מאשר קשרים קוולנטיים או יוניים, ועלולים להשבר בקלות וגם להווצר מחדש בקלות.
מים הם הדוגמה הטובה ביותר לקשרי מימן: אתה יכול לחלק טיפה של מים בקלות לשתי טיפות, ועם זאת, הן יכולות להתחבר בקלות חזרה ביחד וליצור טיפה אחת (ריפוי עצמי). במילים אחרות: הפלסטיק שנוצר במעבדות סטאנפורד ניתן לחיתוך לשניים – ואז, כאשר שני החלקים מוצבים אחד ליד השני, הם מתחברים חזרה לאחד במהלך 30 דקות בטמפרטורת חדר.
| הדגמת רגישותו של חומר הפלא למגע |
כדי להפוך את הפלסטיק למוליך, הצוות פשוט ערבב מיקרו חלקיקים של ניקל עם התערובת. חלקיקי הניקל התחברו עם הפולימר ואיפשרו למתח לזרום לאורך העור – כאשר הוא למעשה קופץ מחלקיק לחלקיק כמו סלעים בנהר. הניקל גם מתגבר את החוזק המכני של העור המלאכותי. מסקרן לדעת כי הצוות ניסה להשתמש בנאנו-צינוריות פחמן לאותה מטרה, אך הן לא התחברו לפולימר בצורה טובה, ולכן לא הגבירו את המוליכות שלו.
| צילום תקריב של החיתוך |
התוצאה הסופית הייתה עור מלאכותי מוליך, ובעל יכולת ריפוי עצמי. בניסויים, החוקרים חתכו את העור לשניים עם איזמל, ואז הצמידו את שני החלקים ביחד. בתוך שניות, העור חידש 75 אחוזים מהחוזק המיכני והמוליכות שלו – ובתוך 30 דקות, העור התאחה לחלוטין. מבחינת תכונות חשמליות, העור מוליך למדי, וההתנגדות החשמלית שלו משתנה בהתאם ללחץ ומתיחות.
לדוגמא: אם הייתה לך יד מלאכותית המכוסה בעור הזה, ניתן יהיה תיאורטית, לתרגם לחיצת יד לאותות חשמליים אשר יתחברו ישירות למערכת העצבים שלך.
מעבר לאיברים מלאכותיים, הפולימר יוכל גם לשמש לציפוי כבלי חשמל – ואם הם יינזקו, הפולימר יוכל לתקן את עצמו ולהשיב מוליכות לקו. זה יכול להיות מאוד שימושי למערכות חשמל/מחשב קריטיות שאסור שייכשלו, או במערכות בעלות פרישה רחבה אשר כוללות חיווט שאליו קשה להגיע.
| התאחות וריפוי העור לאחר חצי שעה |
הצוות עובד כעת על הגרסה הנמתחת והשקופה של הפלסטיק המופלא, דבר שירחיב את שימושיו האפשריים בצורה דרמטית. תחשבו על מסך למחשב הלוח או הטלפון החכם שלכם – שיכול לתקן את השריטות שעליו.
עולם חדש ומופלא.. ועוד צעד אחד קרוב להשתלטות הרובוטים עלינו. אם תחשבו על זה, אנחנו מקרבים את האפשרות לחורבננו אלינו באופן מהיר יותר ויותר. אבל לפחות ניפטר מהשריטות על הטלפון בדרך!
האם פיתוח כזה הוא יותר קללה או יותר ברכה? שתפו אותנו בדעתכם בתגובות!
