Új anyagot alkottak meg, amely úgy mozog mint a saját bőrünk
Minden ember fejében megfordult már, hogy olyan hordozható elektronikus eszközöket viseljenek, amelyek tökéleseten illeszkednek a testünkre és ezáltal követik mozgásunkat. Egy egyetem kutatócsoportja nagy előrelépést tett, mikor kifejlesztették az ilyen eszközökhöz szükséges alapanyagot.
A Rice Egyetem csapata egy rugalmas polimerbe ágyazott, dielektromos kerámia nanorészecskéket hozott létre, amelyeket úgy terveztek, hogy képesek legyünk benne mozogni. Ez a technológia megnyitja az utat a hordozható készülékek új generációja előtt, amely néhány éven belül lehet, hogy a mindennapjaink része lesz.
Az új anyagra kifejlesztett hordozható eszköz, amelynek elektronikájára hatástalan a mozgás. Forrás: Rice University.
A vezeték nélküli csatlakoztathatóság akadálya
Az ezen eszközök fejlesztésének egyik fő akadálya a stabil és megbízható vezeték nélküli kapcsolat fenntartása volt. A rádiófrekvenciás alkotóelemek, mint amilyenek az antennák is, kifejezetten érzékenyek az alakváltozásra és a mozgásra. Ezen alkatrészek bármilyen deformációja vagy átalakulása a kommunikációs frekvencia változását okozhatja, ami pedig a jel megszűnéséhez vezet.
Ennek a kihívásnak a megoldására vejlesztették ki a Rice Egyetem kutatói azt az anyagot, amely képes utánozni a bőr rugalmasságát és mozgását. Az új anyag nanorészecskéinek eloszlása volt a tervezés kulcseleme. A részecskék közötti távolság és a klaszterek alakja jelentős szerepet játszik a rádiófrekvenciás alkatrészek elektromos tulajdonságainak stabilizálásában. A kísérletek szerint a korábbi anyaggal ellátott rendszer teljesen elvesztette a kapcsolatot, addig az új anyaggal beépítése sroán 30 méteren belül stabilan fenntartotta a vezeték nélküli kapcsolatot.
„Csapatunk képes volt kombinálni a szimulációkat, hogy megértsük, hogyan tervezzünk olyan anyagot, amely zökkenőmentesen deformálódik, akárcsak az emberi bőr, és egyúttal stabilizálja a rádiófrekvenciás kommunikációt is” – jelentette ki Raudel Avila, a Rice Egyetem gépészmérnöki tanszékének adjunktusa.
Lehetséges alkalmazások az orvostudomány területén és azon túl
Az ilyen technológia mondani sem kell nagy népszerűségnek örvendene a különböző iparágakban. Az orvostudomány területén az új anyag lehetővé teheti a folyamatos egészségi állapotfigyelésre alkalmas, viselhető eszközök kifejlesztését. Ezek például az ízületi mozgások és a testhőmérséklet megfigyelésére lehetne alkalmasak.
A kutatók korábban már kifejlesztettek viselhető bionikus szalagokat a test különböző részeire, bizonyítva, hogy képesek vezeték nélkül, jelentős távolságokon keresztül valós idejű méréseket továbbítani.
A lehetséges alkalmazások azonban messze túlmutatnak az egészségügyi ágazaton. Az új anyagot a vezeték nélküli csatlakozási teljesítmény javítására lehetne használni a különféle hordozható elektronikus eszközöknél, amelyeket úgy terveztek, hogy a különböző testrészekhez illeszkedjenek. Ez gyakorlatilag minden területen megnyitja az utat az innovációk előtt.
A jövőbeli kutatások az anyag tervezésének és gyártásának optimalizálását, valamint a különböző területeken való alkalmazásának feltárását szolgálják majd. Néhány éven belül azonban elképzelhető, hogy az ilyen eszközök a mindennapi életünk részét fogják képezni.