Pelle artificiale alimentata da celle fotovoltaiche

Chi ebbe l'idea di Terminator probabilmente non aveva ben chiaro in mente a che livelli sarebbe giunto il progresso tecnologico del XXI° secolo. I ricercatori della Stanford University hanno ideato una pelle artificiale in grado di includere una vasta gamma di sensori: si va da sensori termici e tattili a celle fotovoltaiche per alimentare la pelle artificiale, già ribattezzata "super skin".
Zhenan Bao ha già sviluppato dei sensori flessibili così avanzati da poter percepire il contatto con le zampe di una mosca. Ora, è al lavoro per donare alla pelle artificiale la capacità di rilevare quantità molecolari di elementi chimici nell'aria, e di analizzarli.
Come se non bastasse, sta cercando di incorporare nella pelle sintetica una serie di celle fotovoltaiche elastiche in grado di alimentare ogni genere di componente elettronico inserito nella "super skin".
Non si tratta di celle solari tradizionali: saranno flessibili e allungabili fino al 30% della loro lunghezza originale, e in grado di riprendere la forma iniziale senza alcun danno o perdita della loro capacità di produrre energia.
"Con la pelle artificiale, quello che facciamo è incorporare ogni funzione che desideriamo" spiega la Bao. "Ecco perchè la chiamiamo 'super skin'. E' molto di più rispetto alle capacità della pelle normale".
La base della pelle artificiale è un transistor flessibile organico, realizzato con polimeri flessibili e materiali a base di carbonio. Ogni transistor contiene una struttura costituita da numerossissime piccole piramidi (da centinaia di migliaia a 25 milioni per centimetro quadrato) in grado di donare alla pelle sintetica il senso del tatto.
"In base a quale materiale inseriamo nei sensori e a come modifichiamo i materiali semiconduttori nei transistor, possiamo mettere a punto i sensori per rilevare materiale chimico o biologico". La pelle artificiale si è già dimostrata in grado di rilevare specifiche sequenze di DNA, ma i ricercatori vogliono estenderne le capacità per rilevare proteine.
Il problema di tutto questo è l'energia. Utilizzare batterie è spesso scomodo e ingombrante. Come risolvere il problema? Incorporando dei pannelli fotovoltaici direttamente all'interno della pelle sintetica.
Perchè siano efficaci e non vengano distrutti dalle caratteristiche di elasticità della pelle artificiale, questi pannelli fotovoltaici saranno in grado di allungarsi lungo due assi. "Una delle applicazioni in cui le celle solari allungabili risulterebbero molto utili è nel tessuto di uniformi e altri vestiti" spiega Darren Lipomi, autore dello studio dei pannelli fotovoltaici elastici sviluppati nei laboratori di Bao.
"Ci sono parti del corpo, come i gomiti" continua Lipomi, "in cui il movimento fa allungare la pelle e i vestiti. Un apparecchio soltanto flessibile e non allungabile si romperebbe se attaccato a parti meccaniche o del corpo che si estendono quando si muovono".
L'insieme delle caratteristiche della pelle artificiale di Bao potrebbe essere sfruttato per ottenere risultati che vanno ben oltre i limiti della pelle umana. "Immaginatevi una mano robotica che possa essere usata per toccare un liquido e rilevare alcuni indicatori o alcune proteine che sono associate con una particolare malattia, e che il robot sia in grado di dire 'Oh, questa persona ha questa malattia'. Oppure, il robot potrebbe toccare il sudore di qualcuno e dire 'Questa persona è ubriaca'".
New stretchable solar cells will power artificial electronic 'super skin'