มือหุ่นยนต์ทางการแพทย์? เซมิคอนดักเตอร์ที่ทำจากยางทำให้เป็นไปได้

นักวิจัยรายงานในScience Advancesว่าพวกเขาได้ออกแบบและผลิตผิวหนังอิเล็กทรอนิกส์อัจฉริยะและมือหุ่นยนต์ทางการแพทย์ที่สามารถประเมินข้อมูลการวินิจฉัยที่สำคัญได้โดยใช้เซมิคอนดักเตอร์ที่ทำจากยางที่ประดิษฐ์ขึ้นใหม่ซึ่งมีความสามารถในการเคลื่อนที่ของพาหะสูง Cunjiang Yu, Bill D. Cook รองศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเครื่องกลที่มหาวิทยาลัยฮูสตันและผู้เขียนที่เกี่ยวข้องสำหรับงานนี้กล่าวว่าวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่เป็นยางสามารถปรับขนาดได้ง่ายสำหรับการผลิตโดยยึดตามการประกอบที่ส่วนต่อประสานของอากาศและน้ำ การประกอบชิ้นส่วนระหว่างใบหน้าและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เป็นยางที่อธิบายไว้ในบทความนี้ชี้ให้เห็นถึงแนวทางไปสู่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทำจากยางที่อ่อนนุ่มและยืดหยุน และระบบบูรณาการที่เลียนแบบความนุ่มนวลเชิงกลของเนื้อเยื่อชีวภาพ ซึ่งเหมาะสำหรับการใช้งานใหม่ๆ ที่หลากหลาย นายหยู ซึ่งเป็นผู้วิจัยหลักกล่าว ที่ Texas Center for Superconductivity ที่ UH ผิวหนังอัจฉริยะและมือ หุ่นยนต์ ทางการแพทย์เป็นเพียงสองแอปพลิเคชันที่เป็นไปได้ ซึ่งสร้างขึ้นโดยนักวิจัยเพื่อแสดงให้เห็นถึงประโยชน์ของการค้นพบนี้ นอกจาก Yu แล้ว ผู้เขียนในหนังสือพิมพ์ยังรวมถึง Ying-Shi Guan, Anish Thukral, Kyoseung Sim, Xu Wang, Yongcao Zhang, Faheem Ershad, Zhoulyu Rao, Fengjiao Pan และ Peng Wang ซึ่งทั้งหมดล้วนเกี่ยวข้องกับ UH ผู้เขียนร่วม Jianliang Xiao และ Shun Zhang เป็นพันธมิตรกับมหาวิทยาลัยโคโลราโด เซมิคอนดักเตอร์แบบดั้งเดิมนั้นเปราะ และการนำไปใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ยืดได้นั้นจำเป็นต้องมีที่พักเชิงกลแบบพิเศษ เซมิคอนดักเตอร์แบบยืดได้ก่อนหน้านี้มีข้อเสียในตัวเอง รวมถึงการเคลื่อนที่ของพาหะที่ต่ำ ซึ่งเป็นความเร็วที่พาหะประจุสามารถเคลื่อนที่ผ่านวัสดุได้ และข้อกำหนดในการผลิตที่ซับซ้อน Yu และผู้ทำงานร่วมกันรายงานว่าการเพิ่มท่อนาโนคาร์บอนที่เป็นโลหะในปริมาณเล็กน้อยลงในเซมิคอนดักเตอร์ที่เป็นยางของ P3HT - คอมโพสิตโพลีไดเมทิลไซล็อกเซน - ปรับปรุงการเคลื่อนที่ของพาหะซึ่งควบคุมการแสดงของทรานซิสเตอร์เซมิคอนดักเตอร์ หยูกล่าวว่าวิธีการผลิตแบบใหม่ที่ปรับขนาดได้สำหรับฟิล์มนาโนของสารกึ่งตัวนำที่ยืดได้ประสิทธิภาพสูงเหล่านี้ และการพัฒนาทรานซิสเตอร์ที่เป็นยางทั้งหมดถือเป็นก้าวสำคัญในอนาคต การผลิตนั้นง่าย เขากล่าว วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่มีจำหน่ายในท้องตลาดจะละลายในสารละลายและหยดลงในน้ำซึ่งมันจะกระจายตัว ตัวทำละลายเคมีจะระเหยออกจากสารละลาย ส่งผลให้คุณสมบัติของเซมิคอนดักเตอร์ดีขึ้น นี่เป็นวิธีใหม่ในการสร้างฟิล์มคอมโพสิตคุณภาพสูง ซึ่งช่วยให้สามารถผลิตเซมิคอนดักเตอร์ที่เป็นยางทั้งหมดได้อย่างสม่ำเสมอ ประสิทธิภาพทางไฟฟ้ายังคงอยู่แม้ว่าเซมิคอนดักเตอร์จะถูกยืดออก 50% นักวิจัยรายงาน Yu กล่าวว่าความสามารถในการยืดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เป็นยางได้ถึง 50% โดยไม่ทำให้ประสิทธิภาพการทำงานลดลงถือเป็นความก้าวหน้าที่โดดเด่น เขากล่าวว่าผิวหนังของมนุษย์สามารถยืดออกได้เพียงประมาณ 30% โดยไม่ฉีกขาด