Phát minh da mô phỏng sinh học cảm nhận cơn đau

Nhóm của Giáo sư Chen Tao tại Viện Công nghệ và Kỹ thuật Vật liệu Ninh Ba (NIMTE) thuộc Học viện Khoa học Trung Quốc (CAS) đã phát minh ra làn da mềm mô phỏng sinh học.

Công cụ này có chức năng hỗ trợ tăng cường cảm nhận sức căng (SPS). Từ đó, giúp nhận ra sự chuyển đổi từ xúc giác sang cảm nhận cơn đau. Nghiên cứu đã được công bố trên Tạp chí Advanced Function Materials.


Loại da sinh học bao gồm màng mỏng đàn hồi và các tấm nano graphene.

Các sinh vật có mô mềm sinh học (ví dụ: da) có thể đạt được khả năng tự bảo vệ thông qua sự căng cứng cơ học thụ động và nhận thức chủ động về những kích thích bên ngoài.

Trước khi căng cứng cơ học, lớp bảo vệ tích cực có thể cảm nhận trước nguy hiểm. Từ đó, làm giảm đáng kể nguy cơ chấn thương. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều thách thức để đạt được sự bảo vệ tích cực hiệu quả.

Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu tại NIMTE đã chuẩn bị một loại da mô phỏng sinh học mới. Đây là một màng đàn hồi và dẫn điện (ECF). Loại da này bao gồm màng mỏng đàn hồi và các tấm nano graphene.

Chúng được lắp ráp với giao diện cấu trúc lồng vào nhau. Hiệu ứng SPS mang lại làn da mềm mại với chức năng chuyển đổi động, từ xúc giác sang cảm nhận cơn đau.

ECF dựa trên graphene hai chiều (2D) thể hiện mối tương quan thuận giữa hệ số đo và độ căng, tương tự hệ thống giác quan của sinh vật. Bên cạnh đó, da mô phỏng sinh học tổng hợp có thể đạt được nhận thức xúc giác bình thường trong điều kiện sức căng thấp và cảm nhận đau trên ngưỡng căng thẳng.

Ngoài ra, giá trị ngưỡng cảm nhận biến dạng có thể được điều chỉnh từ ~ 7,2% đến ~ 95,3%. Điều đó cho thấy, tiềm năng lớn trong việc phát triển các ứng dụng đa dạng liên quan đến SPS.

Hệ thống cảm giác hỗ trợ SPS có thể mô phỏng hiệu quả cảm giác đau của các mô người trong những trường hợp như sự co giãn quá mức một chiều của gân cơ và biến dạng co duỗi không đều của da tay.

Lấy cảm hứng từ loài cá nóc, các nhà khoa học tại NIMTE đã thiết kế một mô hình sinh học dựa trên ECF làm da nhân tạo tự hỗ trợ. Nhờ đó, phát hiện các kích thích cơ học không tiếp xúc và tiếp xúc. Đồng thời, chủ động tự phồng lên thành dạng 3D.

Biến dạng 3D quá mức có thể được ghi lại một cách hiệu quả nhờ hiệu ứng SPS điển hình. Các nhà khoa học nhận định, công nghệ mới cho thấy triển vọng trong các lĩnh vực tương tác giữa người và máy, chân tay giả thông minh và robot.

Loading...
TIN CŨ HƠN
20 phát minh nổi tiếng của Trung Hoa cổ đại

20 phát minh nổi tiếng của Trung Hoa cổ đại

La bàn đầu tiên được gọi là "kim chỉ Nam" do người Trung Hoa phát minh rất sớm, ngay khi người ta tìm ra được từ lực và đá nam châm. Người Trung quốc xem hướng Nam là hướng của vua chúa nên dùng chữ "chỉ Nam" chớ không dùng chữ chỉ Bắc.

Đăng ngày: 28/03/2025
Những phát minh vĩ đại của người Ai Cập cổ đại

Những phát minh vĩ đại của người Ai Cập cổ đại

Nền văn minh Ai Cập cổ đại đã hình thành từ cách đây hàng ngàn năm và là một trong những nền văn minh cổ đại phát triển rực rỡ nhất trong lịch sử.

Đăng ngày: 24/03/2025
Ô thông minh dự báo thời tiết

Ô thông minh dự báo thời tiết

Ô (hay dù) là một công cụ rất hữu ích để che mưa hay nắng. Tuy nhiên, vì một lý do nào đó, không phải lúc nào chúng ta cũng có thể tiếp cận ngay với vật dụng này trong trường hợp cấp bách. Chính vì bất tiện nói trên, Haz Umbrella - chiếc ô thông minh được ra đời với nhiều tiện ích thú vị cho người dùng.

Đăng ngày: 18/03/2025
Sinh viên Mỹ phát minh máy nướng bánh mì thông minh

Sinh viên Mỹ phát minh máy nướng bánh mì thông minh

Phát minh mới của một sinh viên sẽ giúp bạn nướng bánh mì tự động theo độ chín màu bánh mà bạn muốn, thay vì dựa theo thời gian như trước đây. 

Đăng ngày: 17/03/2025
10 phát minh khoa học - công nghệ ấn tượng

10 phát minh khoa học - công nghệ ấn tượng

Thế giới khoa học - công nghệ tuần qua tràn đầy sắc màu lấp lánh, từ chuột phát quang, hệ thống mạng không dây vô hình đến sô cô la hình chiếu.

Đăng ngày: 13/03/2025
Sự ra đời và phát triển của ô tô

Sự ra đời và phát triển của ô tô

Ô tô, trước hết là một vấn đề về động cơ. Vì cái xe chở đồ do Nicolas Joseph Cugnot sáng chế năm 1770 đáp ứng đúng nghĩa, theo nguyên nghĩa của từ automobile (xe chạy tự động), tức là ô tô, nhưng có lẽ vô ích ghi vào danh mục vô vàn cái xe chạ

Đăng ngày: 05/03/2025
Vô tuyến điện do ai phát minh ra?

Vô tuyến điện do ai phát minh ra?

Hãy thử tưởng tượng cuộc sống của bạn sẽ thế nào nếu như không có vô tuyến điện, nếu như một ngày thôi bạn không được xem ti vi? Việc tiếp nhận thông tin trên vô tuyến đã là một thói quen, một phần quan trọng trong cuộc sống của bạn.

Đăng ngày: 15/02/2025
Tiêu điểm
Khoa Học News