Светочувствительный гель изменит носимую электронику и робототехнику

В основе различий между живыми организмами и электроникой лежит простое наблюдение: первое мягкое и податливое, второе — твердое и жесткое. Инженеры Массачусетского технологического института сделали шаг к преодолению этого разрыва, создав мягкий гибкий гель, который резко меняет свою электропроводность под воздействием света. Разработка может найти применение в интерфейсах человек-машина, биосовместимых устройствах, мягкой робототехнике и других областях.

Новая работа относится к быстро развивающейся области ионотроники, которая передает данные с помощью ионов — заряженных молекул, тогда как традиционная электроника использует электроны. Ионотроника способна стать мостом между электроникой и биологическими тканями: клетки нашего организма общаются друг с другом именно через ионы, такие как калий и натрий.

Ключевой элемент разработки — класс материалов, известных как фото-ионные генераторы. При облучении светом они могут становиться примерно в тысячу раз более проводящими. Исследователи оптимизировали способ включения такого генератора в полиуретановую резину, растворив порошок в растворителе и затем набухая им резину. Полученный гель переключается из изолятора в состояние с проводимостью, в 400 раз превышающей исходную.

В нынешней версии изменение проводимости необратимо, но авторы уверены, что будущие материалы смогут многократно переключаться между состояниями. Кроме того, предложенный подход открывает дорогу к созданию мягких материалов, реагирующих на тепло, магнитное поле и другие внешние стимулы. По словам исследователей, работа может заложить основы новой субдисциплины — мягкой фото-ионотроники, которая приведет к созданию новых мягких машин для носимых технологий, медицины и робототехники.