Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!
Wetenschappers hebben een ‘huid’ van meerdere lagen gemaakt die dankzij magnetische deeltjes zichzelf netjes herstelt na het oplopen van schade.
De menselijke huid is werkelijk fantastisch. Het kan druk, textuur en temperatuur meten. Het is in staat uit te rekken en terug te veren. En het kan wonden genezen. Zie dat maar eens na te bootsen met synthetisch materiaal. Toch zijn we weer een stapje dichterbij gekomen dankzij een uitvinding van Stanford University. Het team, onder leiding van Chris Cooper, publiceert in Science over een meerlaagse elektronische huid die zichzelf recht legt tijdens het genezingsproces.
Lees ook:
Plakkende huidlagen
Bovengenoemde functies van de huid zijn mede mogelijk dankzij de gelaagdheid van het orgaan. Al in 2012 kwamen dezelfde onderzoekers dus met een meerlaagse kunsthuid. Dat werkte prima als het bijvoorbeeld gaat om meten van druk maar er was een probleem. Om te kunnen genezen van schade moesten de lagen handmatig weer recht op elkaar worden gelegd. Nu hebben Cooper en collega’s een manier gevonden om de ‘huid’ dat klusje zelf te laten doen.
Het geheim zit hem in het materiaal. Eerst de multilaagse elektronische huid zelf. Lagen van polypropyleen-glycol (PPG) en polydimethylsiloxaan (PDMS, ook wel bekend als siliconen) wisselen elkaar daarin af. De lagen (met daarin ook nanodeeltjes) blijven aan elkaar ‘plakken’ dankzij zogenoemde waterstofbruggen; een sterke aantrekking tussen de waterstofatomen en negatief geladen atomen van de genoemde polymeren. Door diezelfde waterstofbruggen wordt het hele materiaal ook zacht en flexibel.
Magnetische aantrekking
Deze kunsthuid geneest op kamertemperatuur binnen één week van een snee. Dit kan worden versneld tot 24 uur wanneer hij wordt opgewarmd tot 70 graden Celsius. Maar dan liggen de lagen dus nog niet recht op elkaar en geneest het geheel dus niet echt netjes. Iets wat de beoogde functies van de elektronische huid niet altijd ten goede komt.
Cooper en zijn team besloten magnetische neodymium– en ijzerdeeltjes toe te voegen. Dat eerste metaal is een bekend onderdeel van magneten. De deeltjes trekken de verschillen huidlagen tijdens het helingsproces naar elkaar toe, waardoor het geheel netjes en zonder litteken geneest.
Medische behandeling
De onderzoekers willen nu in een volgende stap een nog dunnere elektronische huid maken (tot de dikte van een vel papier, nu is het nog enkele millimeters). Ook moet dan elke laag een eigen functie hebben. Denk aan het meten van druk, temperatuur en elektrische spanning.
Als het zover is, kan de kunsthuid worden gebruikt voor de bekleding van zachte robots en protheses. Maar het team hoopt ook dat het mogelijk is materialen te ontwikkelen die in stukjes kunnen worden ingenomen door een patiënt, waarna die binnenin het lichaam zichzelf weer opbouwen.
Bronnen: Science, Stanford Wearable Electronics Initiative via EurekAlert!
Beeld: Bao Group, Stanford U.