1,000 से अधिक तंत्रिका अंत के साथ, मानव त्वचा बाहरी दुनिया के साथ मस्तिष्क का सबसे बड़ा संवेदी संबंध है, जो स्पर्श, तापमान और दबाव के माध्यम से भरपूर प्रतिक्रिया प्रदान करती है।जबकि ये जटिल विशेषताएं त्वचा को एक महत्वपूर्ण अंग बनाती हैं, वे इसे दोहराना एक चुनौती भी बनाती हैं।

ट्यून करने योग्य इलेक्ट्रॉनिक और थर्मल बायोसेंसिंग क्षमताओं को प्रदर्शित करने वाले नैनोइंजीनियर्ड हाइड्रोजेल का उपयोग करके, टेक्सास ए एंड एम विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एक 3डी-मुद्रित इलेक्ट्रॉनिक त्वचा (ई-त्वचा) विकसित की है जो मानव त्वचा की तरह लचीली, खिंची हुई और समझ में आ सकती है।

बायोमेडिकल इंजीनियरिंग विभाग के प्रोफेसर और अनुसंधान निदेशक डॉ. अखिलेश गहरवार ने कहा, "स्पर्श की भावना को दोहराने और इसे विभिन्न प्रौद्योगिकियों में एकीकृत करने की क्षमता मानव-मशीन संपर्क और उन्नत संवेदी अनुभवों के लिए नई संभावनाएं खोलती है।""यह संभावित रूप से उद्योगों में क्रांति ला सकता है और विकलांग व्यक्तियों के जीवन की गुणवत्ता में सुधार कर सकता है।"

ई-स्किन के भविष्य में उपयोग व्यापक हैं, जिसमें पहनने योग्य स्वास्थ्य उपकरण भी शामिल हैं जो गति, तापमान, हृदय गति और रक्तचाप जैसे महत्वपूर्ण संकेतों की लगातार निगरानी करते हैं, उपयोगकर्ताओं को प्रतिक्रिया प्रदान करते हैं और उन्हें अपने मोटर कौशल और समन्वय में सुधार करने में मदद करते हैं।

"ई-स्किन विकसित करने के पीछे की प्रेरणा प्रौद्योगिकी के बीच अधिक उन्नत और बहुमुखी इंटरफेस बनाने की इच्छा में निहित हैमानव शरीरऔर पर्यावरण," गहरवार ने कहा। "इस शोध का सबसे रोमांचक पहलू रोबोटिक्स, प्रोस्थेटिक्स, पहनने योग्य प्रौद्योगिकी, खेल और फिटनेस में इसके संभावित अनुप्रयोग हैं।सुरक्षा प्रणालियाँऔर मनोरंजन उपकरण।"

ई-स्किन तकनीक, द्वारा प्रकाशित एक अध्ययन में विस्तृत हैउन्नत कार्यात्मक सामग्री, गहरवार की प्रयोगशाला में विकसित किया गया था।डॉ.कैवल्य देव, गहरवार के पूर्व छात्र और अब एक्सेंट बायोसाइंसेज के वैज्ञानिक, और गहरवार लैब में पूर्व फुलब्राइट नेहरू डॉक्टरेट फेलो शौनक रॉय, पेपर के प्रमुख लेखक हैं।

ई-स्किन बनाने में विकास के साथ चुनौतियाँ शामिल हैंटिकाऊ सामग्रीजो एक साथ मानव त्वचा के लचीलेपन की नकल कर सकता है, इसमें बायोइलेक्ट्रिकल सेंसिंग क्षमताएं होती हैं और पहनने योग्य या प्रत्यारोपण योग्य उपकरणों के लिए उपयुक्त निर्माण तकनीकों को नियोजित किया जाता है।

"अतीत में, इन प्रणालियों की कठोरता हमारे लिए बहुत अधिक थीशरीर के ऊतक, रोकनासंकेत पारगमनऔर बायोटिक-अजैविक इंटरफ़ेस पर यांत्रिक बेमेल पैदा कर रहा है," डीओ ने कहा। "हमने हाइड्रोजेल-आधारित प्रणाली के लिए एक 'ट्रिपल-क्रॉसलिंकिंग' रणनीति पेश की, जिसने हमें लचीले बायोइलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में प्रमुख सीमाओं में से एक को संबोधित करने की अनुमति दी।'

नैनोइंजीनियर्ड हाइड्रोजेल का उपयोग 3डी प्रिंटिंग के दौरान ई-स्किन विकास के कुछ चुनौतीपूर्ण पहलुओं को संबोधित करता है, क्योंकि ई-स्किन निर्माण के दौरान कतरनी तनाव के तहत चिपचिपाहट को कम करने की हाइड्रोजेल की क्षमता आसान हैंडलिंग और हेरफेर की अनुमति देती है।टीम ने कहा कि यह सुविधा जटिल 2डी और 3डी इलेक्ट्रॉनिक संरचनाओं के निर्माण की सुविधा प्रदान करती है, जो बहुआयामी प्रकृति की नकल करने का एक अनिवार्य पहलू है।मानव त्वचा.

शोधकर्ताओं ने मोलिब्डेनम डाइसल्फ़ाइड नैनो-असेंबली में 'परमाणु दोष' का भी उपयोग किया, एक ऐसी सामग्री जिसमें खामियां होती हैंपरमाणु संरचनाजो अनुमति देता हैउच्च विद्युत चालकता, और पॉलीडोपामाइन नैनोकण ई-त्वचा को गीले ऊतक से चिपकने में मदद करते हैं।

"इन विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए मोलिब्डेनम डाइसल्फ़ाइड नैनोकणों ने हाइड्रोजेल बनाने के लिए क्रॉसलिंकर के रूप में काम किया और विद्युत प्रदान की औरऊष्मीय चालकताई-त्वचा के लिए;रॉय ने कहा, हम इसे मुख्य घटक के रूप में उपयोग करते हुए रिपोर्ट करने वाले पहले व्यक्ति हैं। गीले ऊतकों के साथ चिपकने की सामग्री की क्षमता संभावित स्वास्थ्य देखभाल अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है जहां ई-त्वचा को गतिशील, नम जैविक सतहों के अनुरूप और पालन करने की आवश्यकता होती है।।"

अन्य सहयोगियों में टेक्सास एएंडएम में बायोमेडिकल इंजीनियरिंग विभाग में डॉ. लाइमी तियान के समूह के शोधकर्ता और भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान, मंडी में डॉ. अमित जयसवाल शामिल हैं।