Slimme huid wordt de ruggengraat van het Internet of Things

De gemiddelde volwassene heeft 1,5 tot 2 vierkante meter aan huid, die allemaal constant geprikkeld wordt. Huid geeft je een constante indicatie van de omstandigheden om je heen en zijn functie als zintuig is nog moeilijker te beschrijven. Tast is een wirwar van zenuweinden die je temperatuur, pijn, druk en aanraking laten voelen. Of het nou goed of slecht is, tast is wat er tussen ons en al het andere zit.

Het zal geen verrassing zijn dat wetenschappers gefascineerd zijn door de zintuiglijke eigenschappen van de huid. De auteurs van een recent paper in Nanotechnology Magazine stellen voor om "smart skins" te gaan gebruiken in electronica. Zij stellen dat slimme huiden, die ze met inkjetprinters kunnen produceren, een goedkoop en "groen" alternatief zijn voor de huidige sensortechnologie. De inkt waarmee ze het materiaal printen, bestaat uit een oplossing van nanobuizen die erg bruikbaar zijn om hun beïnvloedbare elektrische geleidbaarheid en chemische gevoeligheid.

"Door hun grote oppervlak kunnen nanomaterialen van koolstof zowel fysisch als chemisch andere stoffen absorberen," aldus de onderzoeksgroep van Georgia Tech, onder leiding van Manos M. Tentzeris. "De eigenschappen van de nanomaterialen veranderen dan. Dit is de basis voor een toepassing als chemische sensor."

De auteurs leggen uit dat het mogelijk moet zijn om deze nanoinkt materialen van enkele kilometers lang te printen. Hun huidige prototype is gebaseerd op grafeenoxide dat op fotopapier is geprint. Daaroverheen hebben de onderzoekers een laag nanodeeltjes van zilver geprint, wat het elektronische circuit van de huid vormt. Als de huid dan wordt verbonden met een RFID chip, kan de huid voor draadloze toepassingen worden gebruikt.

Die laatste stap maakt dit concept heel interessant. Tentzeris en zijn team hebben hun slimme huid kunnen verbinden met een bestaand draadloos identificatie- en sensorplatform (WISP). Deze technologie is al ontwikkeld—en dus relatief goedkoop—en is in staat om zichzelf te voorzien van elektriciteit, informatie te verwerken en het zenden en verzenden van informatie naar een RFID-lezer.

"Met hun lichte gewicht, lage kosten, uitstekende elektrische geleiding en makkelijke toepasbaarheid voor een breed scala van chemicaliën zijn deze koolstofmaterialen uitstekende kandidaten om een breed spectrum van draagbare sensoren van te maken," aldus de onderzoeksgroep in hun verslag.

Dit materiaal belooft niets minder dan de alomtegenwoordigheid van sensoren. En dat is zo'n beetje wat men voor ogen heeft met het Internet of Things, naar schatting een markt van 15 miljard euro. Er zijn al enkele miljarden sensoren online, maar de verwachting is dat dit aantal zal groeien naar ruim een miljard. "Kort gezegd," zo concludeert de onderzoeksgroep van Georgia Tech, "kunnen smart skins het mogelijk maken om een allesomvattend draadloos netwerk te maken. Zelfs in de meest extreme omstandigheden."