Американские исследователи показали, что человек с помощью пальцев может обнаруживать замену отдельных атомов в монослоях силана, а также различия в кристалличности полимеров. Открытие позволит воссоздавать тактильное восприятие для использования в устройствах виртуальной реальности, человеко-машинных интерфейсах, устройствах реабилитации и мягкой робототехнике. Результаты исследования были представлены на конференции Американского химического общества Spring 2022.
Большинство сенсорных интерфейсов для связи с пользователем используют механическую или электрическую стимуляцию. Однако ученые из Университета Делавэра стремятся вызвать тактильные ощущения, изменяя химическую структуру материала.
«Когда вы прикасаетесь к объекту, вы чувствуете его поверхность, и вы можете изменить это ощущение, изменив силу трения между этой поверхностью и вашим пальцем. Вот тут-то и начинается химия, — говорит руководитель исследования Чарльз Донг. — Мы думаем, что химия материалов может помочь воссоздать сложные тактильные ощущения как для проектирования поверхностей, так и для создания обратной связи в устройства виртуальной реальности».
Структура молекул вещества и свойства его поверхности влияют на ощущение прикосновения. По мнению ученых, изменение одних только химических свойств объекта должно быть ощутимо для человека. В предыдущих исследованиях участники экспериментов прикасались к монослоям силанов (соединений кремния и воды). Оказалось, что люди действительно способны тактильно различить небольшие химические изменения поверхности. Теперь ученые показали, что наши пальцы могут различать даже незначительные химические изменения, такие как замена атома азота на атом углерода в аминогруппах, пришитых к молекулам силанов.
Это небольшое изменение химической структуры приводит к изменению трения между человеческим пальцем и поверхностью, что отражается на восприятии. Ученые также провели эксперименты, в которых исследовали тактильное восприятие поверхностей из полимеров с одинаковыми формулами и молекулярными массами, но с разной степенью кристалличности. Оказалось, что и тут испытуемые смогли различить полимеры.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
