Кто сказал фантастика?

Команда ученых Мичиганского университета создала самовосстанавливающуюся «кожу», напоминающую жидкий металл, из которого был сделан терминатор Т-1000. «Кожа» состоит из химически активной жидкости, зажатой между двумя листами полимера. Отверстие, которое появляется в материале после прохождения пули, «заживает» в течение нескольких секунд, сообщает New Scientist.

Короткий сюжет для напоминания https://yandex.ru/video/preview/12853185801171294779

Видео: "Кожа’ в стиле Терминатора восстанавливается после выстрела

Это всего лишь летящая на большой скорости пуля. Новый материал, показанный на видео, выдерживает попадание пули и мгновенно восстанавливает повреждения.

https://www.youtube.com/watch?v=7E4UMDO8888   

Разработанная Тимоти Скоттом из Мичиганского университета в Анн-Арборе и его командой самовосстанавливающаяся «кожа» содержит реактивную жидкость, заключённую между двумя полимерными листами. При проколе химическое вещество под названием трибутилборан в жидкости вступает в реакцию с кислородом и затвердевает, запечатывая отверстие в течение нескольких секунд.

Новая электронная кожа легко прилегает к эпидермису и может отображать результаты на мобильном устройстве, обеспечивая непрерывный мониторинг, который включает поверхностную электромиографию (sEMG), электрокардиографию (ЭКГ) и отслеживание движений суставов.

Она восстанавливает 80% своей функциональности всего за 10 секунд после физического повреждения без необходимости во внешних стимулах.

«Наша самовосстанавливающаяся электронная кожа устраняет ключевой недостаток носимых биодатчиков, обеспечивая непрерывный физиологический мониторинг в реальном времени даже после механических повреждений», — объяснил исследователь Янчжи Чжу, имеющий научную степень доктора, директор центра биомедицинских устройств в Институте биомедицинских инноваций Терасаки, в интервью Inside Precision Medicine.

«Эта возможность особенно важна для персонализированной медицины, где непрерывные и надёжные биометрические данные могут улучшить лечение заболеваний с учётом индивидуальных особенностей пациента, облегчить раннее вмешательство и оптимизировать стратегии лечения».

Эластичная электронная кожа в основном изготовлена из термопластичного полиуретана (TPU), который был выбран из-за его мягкости, воздухопроницаемости и способности защищать от неблагоприятных воздействий.

Эта «основа» из термополиуретана состоит как из мягких, так и из жёстких сегментов. Мягкие сегменты обеспечивают гибкость, а жёсткие — механическую прочность.

Его способность к самовосстановлению крайне важна для устранения последствий переворачивания, складывания и растягивания, которые приводят к механическим повреждениям, а также порезов и царапин, которые могут появиться случайно.

Термопластичность обеспечивает высокую подвижность цепей при повышенных температурах, что способствует восстановлению связей и самовосстановлению. Прочные водородные связи в термопластичном полиуретане способствуют быстрому восстановлению повреждённых участков без необходимости в внешних воздействиях.

Добавление бис(4-гидроксифенил)дисульфида в матрицу TPU обеспечивает способность к самовосстановлению за счёт образования внутриклеточных дисульфидных связей.

Добавление изофорондиизоцианата (IPDI) в матрицу TPU повысило гибкость и подвижность полимерных цепочек, что дополнительно способствовало самовосстановлению.

Мягкие сегменты из политетраметиленэфиргликоля (PTMEG) повышают мягкость и придают консистенцию, похожую на ткань, а мягкая сеть из серебряных нанопроводов обеспечивает прямой контакт с кожей.

Бесшовное объединение искусственного интеллекта и встроенных алгоритмов с беспроводной электроникой повысило ценность электронной кожи для оценки состояния здоровья и реабилитационной терапии.

Была разработана двухслойная модель свёрточной нейронной сети (CNN) для анализа сигналов sEMG и определения состояния мышц, связанного с усталостью, что потенциально может стать системой раннего предупреждения о риске травм, связанных с усталостью.

Чжу подытожил: «Способность электронной кожи выдерживать ежедневное использование и экстремальные условия обеспечивает её долгосрочную клиническую жизнеспособность, что делает её многообещающим инструментом для прецизионной медицины, включая диагностику с помощью ИИ, дистанционный мониторинг пациентов и оценку усталости в реальном времени».

Его разработка, о которой сообщается в Science Advances, может расширить сферу применения электронных покрытий, применение которых было ограничено из-за влияния ежедневного износа на функциональность.

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ads1301