Вдохновение паутиной! Новый биомиметический гидрогелевый сенсор открывает новую эру воплощенного взаимодействия

Ученые из Ланьчжоуского института химической физики Китайской академии наук разработали новый тип гибкого гидрогелевого сенсора, имитирующего механизм восприятия вибраций паутины. Сенсор объединяет технологию 3D-печати с фотоотверждением и реакцию Фентона, решая ключевые проблемы совместимости мягкости и чувствительности, а также снижения количества датчиков на 80% за счет крестообразной биомиметической структуры.

Традиционные гидрогелевые сенсоры страдали от конфликта между механической гибкостью и чувствительностью, а также от необходимости использования плотных массивов датчиков, что ограничивало комфорт. Новая технология использует фотоинициатор на основе ферроцена для синхронного запуска радикальной и катионной полимеризации, что позволяет одновременно достичь высокой проводимости (0.92 См/м) и чувствительности (1.582 кПа⁻¹) с временем отклика 14.22 мс. Крестообразный дизайн, вдохновленный паутиной, позволяет одному датчику воспринимать многомерные сигналы через передачу по коже и сухожилиям, устраняя необходимость в плотных массивах.

Созданная система воплощенного взаимодействия человека и машины достигла 98.6% точности распознавания статических и динамических жестов. Сенсор может использоваться в дистанционном управлении роботами, VR/AR-интерфейсах и медицинском мониторинге (ранняя диагностика остеоартрита, реабилитация). Исследователи планируют в ближайшие 3-5 лет внедрить технологию в промышленность, здравоохранение и потребительскую электронику, а также разработать самовосстанавливающиеся и биоразлагаемые версии гидрогеля.