Das Drei-in-Eins-Hybridmaterial „Smartskin“ für die nächste Generation von künstlicher, elektronischer Haut zu entwickeln
3in1-Hybridmaterial für die nächste Generation smarter, künstlicher Haut, © Lunghammer – TU Graz

Die Haut ist das größte Sinnesorgan des Menschen. Sie fungiert als Schutzmantel und lässt uns Berühungen und andere Sinneseindrücke fühlen. Dabei meldet die Haut Informationen über Feuchtigkeit, Temperatur und Druck ans Gehirn. Der Forscherin Assoc. Prof. Dr. Anna Maria Coclite und ihrem Team am Institut für Festkörperphysik der TU Graz ist es mittels eines neuartigen Verfahrens gelungen, das Drei-in-Eins-Hybridmaterial „Smartskin“ für die nächste Generation von künstlicher, elektronischer Haut zu entwickeln.

Mit 2.000 einzelnen Sensoren pro Quadratmillimeter sei das Hybridmaterial feinfühliger als menschliche Fingerspitzen. Jeder dieser Sensoren besteht aus einer speziellen Materialkombination: einem intelligenten Polymer in Form eines Hydrogels im Inneren und einer Schale aus piezoelektrischem Zinkoxid. Coclite erklärt dazu: „Das Hydrogel kann Wasser absorbieren und dehnt sich dadurch bei Feuchtigkeits- und Temperaturänderungen aus. Dabei übt es einen Druck auf das piezoelektrische Zinkoxid aus, das auf diese und auf alle anderen mechanischen Belastungen mit einem elektrischen Signal reagiert.“ Das Material reagiere simultan auf Krafteinwirkung, Feuchtigkeit und Temperatur und gebe entsprechende elektronische Signale ab. Zudem sei es mit sechs Mikrometer, also 0,006 Millimeter, extrem dünn. Zum Vergleich: Die menschliche Oberhaut, die Epidermis, ist 0,03 bis 2 Millimeter dick. Auch könne die „Smartskin“ Objekte registrieren, etwa Mikro-Organismen, die für die menschliche Haut zu klein sind.

Für Anna Maria Coclite ist ein Material mit solchen multisensorischen Eigenschaften „eine Art ‚heiliger Gral‘ in der Technologie intelligenter künstlicher Materialien. Insbesondere die Robotik und intelligente Prothetik würden von einer besser integrierten, präzisieren Sensorik ähnlich der menschlichen Haut profitieren.“

Die Smartskin ist ein hauchdünnes Material, das simultan auf Krafteinwirkung, Feuchtigkeit und Temperatur reagiert und entsprechende elektronische Signale abgibt, © Lunghammer – TU Graz

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