Een medische robothand zou artsen in staat kunnen stellen om nauwkeuriger een diagnose te stellen en mensen uit de halve wereld te behandelen, maar de momenteel beschikbare technologieën zijn niet goed genoeg om de persoonlijke ervaring te evenaren.
Onderzoekers melden in Science Advances dat ze een slimme elektronische huid en een medische robothand hebben ontworpen en geproduceerd die in staat is om vitale diagnostische gegevens te beoordelen door gebruik te maken van een nieuw uitgevonden rubberachtige halfgeleider met een hoge draagkracht.
Cunjiang Yu, Bill D. Cook Associate Professor in Werktuigbouwkunde, leidde een team van onderzoekers om volledig rubberachtige elektronica te maken.
Cunjiang Yu, Bill D. Cook Associate Professor van Werktuigbouwkunde aan de Universiteit van Houston en de corresponderende auteur voor het werk, zei dat het rubberachtige halfgeleidermateriaal ook gemakkelijk kan worden geschaald voor de productie, op basis van assemblage op het grensvlak van lucht en water.
Die interfaciale assemblage en de rubberachtige elektronische apparaten die in het document worden beschreven stellen een weg naar zachte, rekbare rubberachtige elektronika en geïntegreerdee systemen voor die de mechanische zachtheid van biologische weefsels nabootsen, geschikt voor een verscheidenheid van het te voorschijn komen toepassingen, bovengenoemde Yu, die ook een hoofdonderzoeker op het Centrum van Texas voor Superconductiviteit bij UH is.
De slimme huid en de medische robothand zijn slechts twee potentiële toepassingen, die de onderzoekers hebben gecreëerd om het nut van de ontdekking te illustreren.
Naast Yu, zijn de auteurs op het papier onder andere Ying-Shi Guan, Anish Thukral, Kyoseung Sim, Xu Wang, Yongcao Zhang, Faheem Ershad, Zhoulyu Rao, Fengjiao Pan en Peng Wang, die allemaal verbonden zijn met de UH. Co-auteurs Jianliang Xiao en Shun Zhang zijn verbonden aan de Universiteit van Colorado.
Traditionele halfgeleiders zijn bros, en het gebruik ervan in anders rekbare elektronica heeft speciale mechanische aanpassingen vereist. Eerdere rekbare halfgeleiders hebben hun eigen nadelen gehad, waaronder de lage draaggolfmobiliteit – de snelheid waarmee ladingsdragers door een materiaal kunnen bewegen – en gecompliceerde fabricagevereisten.
Yu en zijn medewerkers meldden vorig jaar dat het toevoegen van minuscule hoeveelheden metalen koolstofnanobuizen aan de rubberachtige halfgeleider van P3HT – polydimethylsiloxaancomposiet – de draaggolfmobiliteit verbetert, wat de prestaties van de halfgeleidertransistoren regelt.
Yu zei dat de nieuwe schaalbare productiemethode voor deze hoogwaardige rekbare nanofilms en de ontwikkeling van volledig rubberachtige transistors een belangrijke stap voorwaarts betekenen.
De productie is eenvoudig, zei hij. Een in de handel verkrijgbaar halfgeleidermateriaal wordt opgelost in een oplossing en valt op water, waar het zich verspreidt; het chemische oplosmiddel verdampt uit de oplossing, wat resulteert in betere halfgeleidereigenschappen.
Het is een nieuwe manier om de composietfilms van hoge kwaliteit te maken, zei hij, die een consistente productie van volledig rubberachtige halfgeleiders mogelijk maakt.
De elektrische prestaties blijven behouden, zelfs wanneer de halfgeleider met 50% wordt uitgerekt, meldden de onderzoekers. Yu zei de capaciteit om de rubberachtige elektronika door 50% te rekken zonder de prestaties te degraderen een opmerkelijke vooruitgang is. De menselijke huid, zei hij, kan slechts ongeveer 30% worden uitgerekt zonder te scheuren.
