Толщина человеческого волоса составляет около 100,000 нанометров. В ранних работах по нанотехнологии исследователи пришли к выводу о возможности переконфигурирования углерода для получения нового сверхпрочного и легкого волокна, которому дали название «нанотрубки». При разработке искусственных конечностей для человека у исследователей возникает проблема получения возможности доставки данных от датчиков до мозга человека, носящего протез, так, чтобы мозг мог непосредственно реагировать на стимулирование как будто искусственная часть тела настоящая. В ходе совместной деятельности Национальной лаборатории Оук Ридж, NASA и Национального института космонавтики, а также в результате дополнительных исследований, которые финансировались Министерством обороны США, были разработаны чувствительные к давлению и температуре водостойкие материалы из нанотрубок для применений в области аэронавтики, авиационно-космической деятельности и робототехники. Материалы, в которых имеются песок, структуры из нанотрубок и тонкой золотой проволоки, обладают почти такой же теплопроводящей способностью, что и человеческая кожа. Они также являются пьезоэлектрическими и вырабатывают электричество в виде реакции на приложение давления. В то время, как протезы рук все в большей степени становятся похожими на настоящие конечности в том, что касается подвижности и гибкости, искусственная кожа, по большей части, остается ничего на чувствующим куском пластмассы. Этот материал можно спроектировать так, чтобы он функционировал одновременно и как температурный датчик, и как датчик давления, как гибкий проводник электричества, или же как часть полимерного материала с механическими и тепловыми свойствами, аналогичными свойствам человеческой кожи. Углерод в нанотрубках биологически совместим, это означает, что иммунная система человеческого организма не воспринимает его как посторонний объект. В будущем это поможет создать датчики, подсоединенные к нервной системе человека, что позволит информации передаваться в обоих направлениях в мозг и из него. Датчики, расположенные под кожей человека, способны измерять изменения температуры или электричества на выходе, и отсылать информацию на чип компьютера для преобразования в полезную информацию. В настоящее время коллектив работает над полоской кожи, обладающей поверхностью, отталкивающей воду, и способной улавливать изменения температуры и давления. Водоотталкивающий поверхностный слой будет сделан из специально разработанного наноструктурированного материала. Он начинается с крошечных частиц песка, каждая из которых текстурирована для увеличения эффективности поверхностного натяжения, за счет этого происходит отталкивание воды. Такие частицы можно, подобно порошкам, напылять на полимеры, а затем скреплять с поверхностью за счет воздействия тепла. Покрытие позволит не допускать проникновения пота или воды в складки и соединения, т. е. в места, где влага может помешать функционированию электроники.
|
