Vlinder op je e-huid

Experimentele folie is zo gevoelig als de huid. Een prototype met miljoenen kunststofpiramides kan een vlieg voelen.

Voor een mens is het niets bijzonders: een vlieg die op je huid landt, die voel je. Maar lukt dat met elektronische kunsthuid, dan kom je in Nature Materials. Een dode bromvlieg verleende medewerking in het lab, maar werd voor de persfoto vervangen door een blauwe vlinder.

Ér zijn zelfs twee groepen Amerikaanse onderzoekers die onafhankelijk van elkaar folies hebben ontwikkeld die zeer lichte aanrakingen kunnen voelen. Beide uitvindingen zijn vorige week gepubliceerd. Een gevoelige kunsthuid voor robots of zelfs mensen is het doel.

Onderzoekers bij elektrotechniek en computerwetenschap aan de universiteit van Berkeley hebben een vierkant genomen van 7 centimeter van een drukgevoelig rubber: een materiaal waarvan de elektrische weerstand bij druk verandert. Via een printproces is hierop een rooster van geleidende nanodraadjes aangebracht. Druk op een bepaalde plaats zorgt ervoor dat er meer stroom gaat lopen door de nanodraadjes die elkaar bij dat punt kruisen.

Aan Stanford demonstreert een groep chemisch technologen een alternatieve aanpak. Op een dambord van transistors plakken zij een laag van de kunststof polydimethylsiloxaan (pdms). De laag pdms bestaat uit 25 miljoen piramides per vierkante centimeter. Bij druk vermindert de ruimte tussen deze piramides. De dichtstbijzijnde transistor geeft daarop een signaal af.

Op dit moment kan ‘Berkeley’ aanrakingen op een afstand van 3,5 millimeter van elkaar onderscheiden. Bij ‘Stanford’ is dat 8 mm. Bij menselijke huid is het een millimeter of twee. Ook op twee andere punten scoort Berkeley hoger: het energieverbruik en flexibiliteit. Het prototype uit Stanford is zo goed als star terwijl het rubber-met-nanodraadjes van Berkeley onbelemmerd gerold en gevouwen kan worden. Niet onbelangrijk voor een materiaal dat de rol van huid moet gaan spelen.

Maar de constructie met kunststofpiramides uit Stanford is het gevoeligst. De bromvlieg van 20 milligram werd zonder mankeren gevoeld. Het zijn duidelijke, maar in dit stadium geen beslissende verschillen.

De meest voor de hand liggende toepassing is een gevoelige huid voor robots. Die zou een robot helpen voorzichtig om te gaan met tere zaken, zoals eieren. Zhenan Bao, leider van het onderzoek bij Stanford, verwacht dat spectaculaire vorderingen mogelijk zijn. Kunstmatige huid die het verschil kan voelen tussen glad en ruw behoort volgens haar tot de mogelijkheden.

Ook valt te denken aan een huid rondom prothesen, zodat een geamputeerde in zijn prothese gevoel kan krijgen. Onderzoeker Ali Javey uit Berkeley verwacht dat dat veel langer op zich zal laten wachten, omdat het aansluiten op de hersenen van een elektronische huid, hoe geavanceerd deze ook is, een uitdaging op zichzelf is.

Herbert Blankesteijn