Трение возвращает чувствительность пальцам

Когда кончик этого пальца прикоснется к какой-нибудь поверхности, две пластины импланта соприкоснутся, и трение их друг о друга произведет электрический заряд.

Когда кончик этого пальца прикоснется к какой-нибудь поверхности, две пластины импланта соприкоснутся, и трение их друг о друга произведет электрический заряд.
Ben M. Maoz/Tel Aviv University.

Когда кончик этого пальца прикоснется к какой-нибудь поверхности, две пластины импланта соприкоснутся, и трение их друг о друга произведет электрический заряд.

Экспериментальное устройство предназначено для хирургической имплантации под кожу в часть тела, лишенную тактильных ощущений.

Устройство представляет собой трибоэлектрический наногенератор, или сокращенно ТЭН.

Трибоэлектрические наногенераторы преобразуют механические движения в электричество и способны вырабатывать электроэнергию из любых видов микроколебаний. Достаточно сжать в пальцах такой наногенератор, чтобы он произвел электрический ток.

Трибоэлектричество было известно еще в древнем мире. Жители Земли того времени умели получать электрический заряд путем трения янтаря о шерсть. К слову, когда наши волосы тянутся за расческой из пластика, это тоже трибоэлектрический эффект. Электрический заряд волосы приобретают из-за трения о расческу.

В имплантате израильских ученых из Tel Aviv University трибоэлектричество производят две квадратные пластины со стороной менее полусантиметра. Они расположены одна над другой с небольшим зазором между ними. Гибкие пластины сделаны из разных материалов, не проводящих электричество.

Предположим, имплантат вживили в кончик нечувствительного пальца. Когда кончик этого пальца прикоснется к какой-нибудь поверхности, две пластины импланта соприкоснутся, и трение их друг о друга произведет электрический заряд. Проводник доставит этот заряд от пластин к электродной манжете, которая обмотана вокруг конца соседнего неповрежденного нерва.

Этот нерв, в свою очередь, передаст электрический сигнал центральной нервной системе, и мозг зарегистрирует ощущение прикосновения к кончику пальца.

Кроме того, чем большее давление прикладывается к имплантату, тем выше получается электрический заряд от трущихся пластин и тем интенсивнее ощущение от прикосновения пальца к поверхности. То есть чувствительность будет меняться в зависимости от того, с какой силой человек будет прижимать палец к поверхности чего бы то ни было.

Изобретатели испытали свое устройство на крысах. Как сообщается, имплантат смог восстановить тактильные ощущения на задних лапах животных. Для испытаний устройства животным заранее перерезали нерв, отвечающий за чувствительность задних конечностей. Имплантат позволил грызунам снова нормально ходить.

"Теперь мы хотим протестировать имплантат на более крупных моделях, а потом внедрить наши датчики в пальцы людей, которые потеряли способность ощущать прикосновение, – говорит Бен М. Маоз (Ben M. Maoz), ведущий автор исследования. – Восстановление этой способности может значительно улучшить функционирование и качество жизни людей и, что более важно, защитить их от опасности. Люди, лишенные тактильных ощущений, не смогут почувствовать, если их палец вдруг будет придавлен, обожжен или отморожен".

Результаты исследования были опубликованы в журнале ACS Nano.

Ранее мы писали о разработке татуировки из наночастиц золота, которая будет следить за здоровьем владельца. Также с помощью наночастиц российские учёные значительно удешевили лечение рака. Рассказывали мы и о том, как всего одна инъекция наночастиц вернула зрение ослепшим от старости грызунам.

Больше новостей из мира науки и медицины вы найдёте в разделе "Наука" и "Медицина" на медиаплатформе "Смотрим".