Сингапурские ученые создали самовосстанавливающуюся под водой электронную кожу
Новая электронная кожа чувствует прикосновения и повреждения, а затем восстанавливается даже под водой. Разработку испытали на перчатке для водолазов и руке подводного робота.
МОСКВА, 20 июля /Новости науки/. Сингапурские ученые создали «электронную кожу», способную чувствовать повреждения и самостоятельно восстанавливаться под водой. Об этом сообщила пресс-служба Национального университета Сингапура (NUS).
Разработка может повысить надежность подводных роботов, снаряжения водолазов и мягких протезов. Обычные датчики при проколе или порезе зачастую перестают работать, а заменить или отремонтировать их под водой сложно.
«Боль служит защитным сигналом, предупреждающим организм о повреждении. Мы наделили подводную электронику похожей способностью: она распознает повреждение и самостоятельно начинает восстанавливаться», — рассказал руководитель исследования доцент Тан Юй Цзюнь.
Созданная система состоит из нескольких слоев растяжимого полимера с проводниками из жидкого металла. При проколе или порезе электрическое сопротивление верхнего слоя резко возрастает, благодаря чему устройство определяет место и степень повреждения. После уколов иглой датчик возвращает исходные характеристики за несколько секунд. Для восстановления после глубоких порезов поврежденные края необходимо ненадолго прижать друг к другу.
Молекулярные связи внутри материала способны восстанавливаться при соприкосновении разорванных поверхностей. При слабом нагревании эффективность заживления полимера достигла около 82% на воздухе за семь дней и почти 100% под водой за десять дней. Материал при этом восстанавливал механическую прочность и способность воспринимать сигналы.
Датчик регистрирует давление и приближение предметов при помощи электромагнитной индукции. Встроенные магнит и катушка из жидкого металла смещаются относительно друг друга и создают электрическое напряжение. Поэтому для самого процесса распознавания прикосновений внешний источник питания не требуется. Время отклика системы составляет около 41 миллисекунды, а ее характеристики сохраняются после 10 тыс. рабочих циклов и десяти дней пребывания в имитированной морской воде.
Ученые испытали электронную кожу на перчатке, позволяющей водолазам передавать пять команд жестами, в том числе «поднимаюсь», «спускаюсь» и «нужна помощь». Еще одним прототипом стала роботизированная рука, которая захватывала и переносила предметы под водой, одновременно обнаруживая проколы от острых раковин и восстанавливаясь после них.
Результаты исследования опубликованы 18 апреля 2026 года в журнале *Advanced Materials*. В дальнейшем разработчики намерены использовать технологию в роботах, протезах и носимых устройствах, работающих в сложных и непредсказуемых условиях.
Разработка может повысить надежность подводных роботов, снаряжения водолазов и мягких протезов. Обычные датчики при проколе или порезе зачастую перестают работать, а заменить или отремонтировать их под водой сложно.
«Боль служит защитным сигналом, предупреждающим организм о повреждении. Мы наделили подводную электронику похожей способностью: она распознает повреждение и самостоятельно начинает восстанавливаться», — рассказал руководитель исследования доцент Тан Юй Цзюнь.
Созданная система состоит из нескольких слоев растяжимого полимера с проводниками из жидкого металла. При проколе или порезе электрическое сопротивление верхнего слоя резко возрастает, благодаря чему устройство определяет место и степень повреждения. После уколов иглой датчик возвращает исходные характеристики за несколько секунд. Для восстановления после глубоких порезов поврежденные края необходимо ненадолго прижать друг к другу.
Молекулярные связи внутри материала способны восстанавливаться при соприкосновении разорванных поверхностей. При слабом нагревании эффективность заживления полимера достигла около 82% на воздухе за семь дней и почти 100% под водой за десять дней. Материал при этом восстанавливал механическую прочность и способность воспринимать сигналы.
Датчик регистрирует давление и приближение предметов при помощи электромагнитной индукции. Встроенные магнит и катушка из жидкого металла смещаются относительно друг друга и создают электрическое напряжение. Поэтому для самого процесса распознавания прикосновений внешний источник питания не требуется. Время отклика системы составляет около 41 миллисекунды, а ее характеристики сохраняются после 10 тыс. рабочих циклов и десяти дней пребывания в имитированной морской воде.
Ученые испытали электронную кожу на перчатке, позволяющей водолазам передавать пять команд жестами, в том числе «поднимаюсь», «спускаюсь» и «нужна помощь». Еще одним прототипом стала роботизированная рука, которая захватывала и переносила предметы под водой, одновременно обнаруживая проколы от острых раковин и восстанавливаясь после них.
Результаты исследования опубликованы 18 апреля 2026 года в журнале *Advanced Materials*. В дальнейшем разработчики намерены использовать технологию в роботах, протезах и носимых устройствах, работающих в сложных и непредсказуемых условиях.
