cilt vücudumuzdaki en büyük ve aynı zamanda en karmaşık organdır. Ona mikroskop altında baktığınızda, beyni dış dünyayla bağlantılı tutan ve dokunma, baskı ve acı hissetmemizi sağlayan binlerce sinir ucunu göreceksiniz. Ama Zhenan Bao ona baktığında başka bir şey görüyor.
Polimer yapmaya odaklanmış bir kimya mühendisi olan Bao için cilt sadece bir duyu organı değil, aynı zamanda bir malzemedir. Onun sözleriyle esnek ama aynı zamanda gerilebilir, kendi kendini iyileştirebilen ve biyolojik olarak parçalanabilen bir şey. Bao, gelişmekte olan elektronik cilt alanında çalışıyor ve insan derisinin birçok işlevini protez ve robotikte kullanmak üzere yeniden yaratmayı kendine görev edinmiş durumda. Yapay uzuvlar takan insanlar için, bir dokunma hissi yaşam kalitelerini ölçülemez bir şekilde artıracak ve yumuşak ile serti ayırt etmelerini ve herhangi bir zarar vermeden önce tehlikeli derecede keskin veya haşlanacak kadar sıcak olduğunu fark etmelerini sağlayacaktır.
Bao, 2004 yılında Stanford Üniversitesi’ne katıldığında, dokunma hissini taklit etmek için yapay bir elin etrafına sarılabilen esnek sensörler üzerinde çok az araştırmacı çalışıyordu ve Bao’nun esnek ekranlarla ilgili önceki deneyimi faydalı olabilirdi. 2010 yılına gelindiğinde Bao ve meslektaşları, konan bir kelebeğin dokunuşunu algılayabilecek kadar hassas esnek bir sensör geliştirdiler.
Bao, “Mevcut elektroniklerimiz çok sert, kırılgan ve hantal” diyor. “Ama hepsini bir deri gibi yapabilirsek, o zaman bu potansiyel olarak insanların elektronikle nasıl etkileşime girdiğini ve arayüz oluşturduğunu tamamen değiştirebilir.” Çevreye karşı doğal bir koruyucu bariyer oluşturan cildimiz, insanlar ve cihazlar arasında bir arayüz görevi de görebilir.
Bao, robotik ve protezlere ek olarak, elektronik cilt veya e-deri için giyilebilir ürünler alanında potansiyel uygulamalar görüyor. Vücuda ikinci bir deri gibi takılan ve gerçek zamanlı olarak kan basıncını, sıcaklığı veya glikoz ve oksijen seviyelerini doğru bir şekilde ölçmek için sensörler kullanan bir cihaz hayal edin. Bao, “Her gün kaç adım yürüdüğümüzü veya kalp atış hızımızı ölçmenin ötesine geçen giyilebilir cihazlara büyük ilgi var” diyor.
Bao’nun Stanford’daki araştırma laboratuvarından çıkan bir buluş, önümüzdeki birkaç yıl içinde üretilebilir ve klinik olarak test edilebilir. Bao’nun kurucu ortağı olduğu Silikon Vadisi girişimi PyrAmes, yoğun bakım ünitelerindeki prematüre bebeklerin kan basıncını izlemek için kullanılabilecek, bileği veya ayağı saran yumuşak bir bant geliştiriyor. Enfeksiyon, doku ve sinir hasarı riski taşıyan iğnelere ihtiyaç duymadan, kan akışını tipik olarak arteriyel bir hat gibi sürekli olarak kaydetmek için tasarlanmıştır. Bant daha sonra kan basıncı değişikliklerini gerçek zamanlı olarak izlemek için kablosuz olarak bir tablet ile eşleştirilir.
Bu tür uygulamalar için elektronik aksamın en başından gerilebilir ve esnek olması gerekir. Bao’nun araştırma ekibi, bunu göz önünde bulundurarak organik polimerler tasarlamak için moleküler bir yaklaşım benimsedi. Bir polimer, uzun bir ataç zinciri gibi birbirine bağlanmış birçok tekrar eden monomerden oluşan büyük bir moleküldür. Araştırmacılar, bu monomerlerin yapısını değiştirerek malzemeyi gerilebilir hale getirebilir ve insan vücuduna ve hatta içine sığacak şekilde şekillendirebilir.
