Chế tạo được 'da điện tử'

Các nhà khoa học đã nghiên cứu thành công công nghệ chế tạo “da điện tử” có độ cảm nhận rất nhạy của xúc giác giống như da người, Tạp chí Nature Materials cho hay.

Da điện tử sẽ nhạy cảm như da người. Ảnh: Rian.ru.

Dù các thiết bị điện tử từ lâu đã xác định được lực hoặc trọng lượng của một vật tác động lên nó nhưng kết hợp với sự mềm dẻo và đàn hồi, lại nhận biết được lực đó tác động vào địa điểm nào như một cơ quan xúc giác giống như da người thì vẫn là một khó khăn lớn của kỹ thuật.

Mục đích chủ yếu của nghiên cứu các vật liệu này trước hết là để tạo ra các robot vạn năng, có xúc giác và có khả năng nhận ra các đồ vật rất nhỏ bé. Mục tiêu xa hơn nữa là trên cơ sở này tìm ra được một thế hệ mới các bộ phận giả dùng trong việc chữa bệnh cho con người . Chẳng hạn, làm da nhân tạo cho các bệnh nhân bị mất cảm giác khi tiếp xúc, như bị bỏng nặng hoặc mắc các bệnh thần kinh da.

Những dự án nghiên cứu “da điện tử” đã được đặt ra từ lâu và trong đa số trường hợp các nhà khoa học đã dùng các vật liệu polime bán dẫn, đàn hồi nhưng chưa thu được một kết quả nào có triển vọng áp dụng trong thực tế, vì các thông số điện vật lý còn rất tồi, và đòi hỏi phải tiêu thụ năng lượng.

Vượt qua được trở ngại này có nhóm nghiên cứu của Ali Javey, Trường ĐH California tại Berkeley (Mỹ). Họ chế tạo được các “linh kiện da” dùng các tinh thể nano đàn hồi đi từ hỗn hợp của silic và giecmani. Nhóm nghiên cứu đã thành công trong việc khắc phục được các thông số điện vật lý nhờ những vật liệu bán dẫn vô cơ và biến vật liệu vô cơ đó thành đàn hồi bằng cách đưa nó vào trạng thái nano.

Trong bài báo công bố phát minh của mình, các nhà khoa học đã kể về quá trình tổng hợp các tinh thể nano và phương pháp khá đơn giản để phủ chúng lên bề mặt của một màng polime đàn hồi siêu mỏng dùng làm nền cho một tập hợp các linh kiện bán dẫn (transistor) cực kỳ nhỏ phân phối đều trên một bề mặt đàn hồi. Đó chính là da điện tử.

Nó có khả năng cảm nhận được người ta sờ vào chỗ nào, mạnh yếu ra sao để gửi tín hiệu về “bộ não” của robot và của người nếu áp dụng trong y học.

Nhà khoa học Kuniharu Takei, lãnh đạo dự án nghiên cứu cho biết : "Đây là lần đầu tiên một vật liệu trên cơ sở sợi nano có kết cấu theo một trật tự nhất định với những linh kiện chức năng được thử nghiệm thành công trong thực tế. Công nghệ này có thể đưa ra sản xuất trên quy mô lớn một cách dễ dàng và áp dụng cho các thiết bị có kích thước lớn”.

Trong khi đó, một nhóm các nhà khoa học thứ hai do Zhenan Bao, Trường ĐH Princeton (cũng của Mỹ) đứng đầu lại có cách tiếp cận khác. Nền của da điện tử của họ cũng là rất nhiều transistor nhạy cảm với áp suất nhờ một màng vi cấu trúc (microstructure), làm bằng loại polime gọi là polidimetilssiloxan, để ngăn cách sự tiếp xúc với các vi cấu trúc điện tử. Về các đặc tính da điện tử của Bao không thua gì “da điện tử” của Javey.

Bảo Châu/VNN