Wissenschaft: Elektronische Haut verbessert Tastvermögen

Ein neuartiger Sensor aus Goldelektroden und Kunststoff soll das Tastvermögen verstärken. Vor allem Mediziner sollen davon profitieren.

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Elektronischer Finger: Speichervermögen ändert sich durch Druck.
Elektronischer Finger: Speichervermögen ändert sich durch Druck. (Bild: John Rogers/University of Illinois)

Forscher aus den USA und China haben einen elektronischen Finger entwickelt, der das menschliche Tastvermögen verstärken soll.

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Der elektronische Finger ist ein Sensor aus sehr dünnem Silikon, der über die Fingerkuppe gestreift wird. Der Sensor besteht aus Elektroden aus Gold, die nur wenige hundert Nanometer dick sind. Die Elektroden sitzen zwischen zwei Lagen aus Polyimid, einem flexiblen Kunststoff. Diese Nanomembran wiederum wird in einen Fingerüberzug aus Silikon integriert. Die Silikonfingerkuppe ist so beschaffen, dass die Nanomembran Hautkontakt hat.

Kribbeln auf der Haut

Die Elektroden erzeugen eine elektrische Spannung auf der Haut. In Tests konnten die Forscher um John Rogers von der Universität des US-Bundesstaates Illinois in Urbana-Champaign die Funktionsfähigkeit des Systems zeigen: Wenn sie mit dem Sensor eine glatte Oberfläche berührten, erzeugte der Sensor Strom, der auf der Fingerkuppe kribbelte.

Die Elektroden speichern elektrischen Strom. Die Speicherfähigkeit hängt von ihrem Abstand ab. Wird Druck ausgeübt, verringert sich der Abstand und die Speicherfähigkeit wird größer. Es wird ein elektrisches Signal erzeugt, das auf dem Finger spürbar wird. Der künstliche Finger könnte künftig durch weitere Sensoren ergänzt werden, etwa solche, die Hitze oder Bewegungen erkennen.

Chirurgische Handschuhe

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Anwendungen gebe es viele, erklärten die Forscher. Sie reichten von Mensch-Maschinen-Schnittstellen bis hin zu chirurgischen Handschuhen, schreiben die Forscher in der Fachzeitschrift Nanotechnology. Mit so einer so ausgestatteten Hand könne ein Chirurg beispielsweise die Dicke oder den Aufbau einzelner Gewebeschichten ertasten. Rogers arbeitete für das Projekt mit Kollegen von der Northwestern-Universität in Evanston in Illinois und von der Technischen Universität in Dalian in der nordostchinesischen Provinz Liaoning zusammen.

Im vergangenen Jahr hatte Rogers das Epidermal Electronic System vorgestellt, Sensoren, die auf die Haut aufgeklebt und später wieder abgezogen werden.

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