სინთეტიკური კანი: გასაოცრად მრავალფუნქციური გამოგონება ინდუსტრიებში

• ავტორი:
• ავტორის სახელი

  Quantumrun Foresight
• შეიძლება 6, 2022

Insight რეზიუმე

სინთეტიკური კანი, რომელსაც აქვს თვითგანკურნებადი და ელასტიური თვისებები, ცვლის მრავალ ინდუსტრიას, ჯანდაცვისგან დაწყებული მშენებლობამდე. მისი აპლიკაციები მერყეობს უფრო ეფექტური პროთეზირების და პერსონალიზებული სამედიცინო მკურნალობის შექმნიდან შენობებისა და მანქანების სტრუქტურული სტაბილურობის ამაღლებამდე. გრძელვადიანი ზემოქმედება უზარმაზარია, მათ შორის ცვლილებები შრომის ბაზრებზე, ახალი სამთავრობო რეგულაციები და მომხმარებელთა ქცევის ცვლილებებიც კი ისეთ სექტორებში, როგორიცაა სილამაზე და მოდა.

სინთეტიკური კანის კონტექსტი

სინთეზური კანის განვითარება, რომელსაც აქვს თვითგანკურნება და ელასტიური თვისებები, მნიშვნელოვანი ნაბიჯია მატერიალურ მეცნიერებაში. მკვლევარები იკვლევენ მასალების სხვადასხვა კომბინაციებს, რათა შექმნან კანის მსგავსი ზედაპირი, რომელიც არა მხოლოდ მიბაძავს ადამიანის კანის ტექსტურას და ელასტიურობას, არამედ აქვს საკუთარი თავის აღდგენის უნარი. ბოლო წლების განმავლობაში, მრავალი სამეცნიერო ჯგუფმა მთელს მსოფლიოში გამოიყენა სხვადასხვა ტექნიკა ამის მისაღწევად. მაგალითად, მეფე აბდულა მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების უნივერსიტეტის ჯგუფმა 2020 წლის ნოემბერში გამოავლინა, რომ მათ წარმატებით გააერთიანეს აქტიური ნანომასალის, ჰიდროგელისა და სილიციუმის ფენები, რათა შეექმნათ მოქნილი ინტერფეისი სენსორული შესაძლებლობებით. ამ სინთეტიკურ კანს, რომელსაც ხშირად უწოდებენ e-skin-ს, შეუძლია აღმოაჩინოს ობიექტები რვა ინჩის მანძილზე და აქვს 5,000-ზე მეტჯერ თვითშეკეთების შესანიშნავი უნარი.

სინთეზური კანის კონცეფცია არ არის სრულიად ახალი; ის ვითარდებოდა ბოლო ათწლეულის განმავლობაში. ერთი მნიშვნელოვანი ეტაპი მიღწეული იქნა 2012 წელს სტენფორდის უნივერსიტეტის მკვლევარებმა. მათ შექმნეს კანის სინთეტიკური მოდელი, რომელიც არა მხოლოდ რეაგირებდა შეხებაზე, არამედ ჰქონდა უნარი განეკურნა მცირე დაზიანებებისგან, როგორიცაა ჭრილობები და ნაკაწრები. მოდელი დამზადებულია პლასტმასის პოლიმერისგან და ჩაშენებული იყო ნიკელის ნაწილაკებით მისი სიძლიერის გასაძლიერებლად. ნიკელის არსებობა ასევე ანიჭებდა სინთეზურ კანს ელექტროენერგიის გატარების უნარით, ისევე როგორც მისი ადამიანის ანალოგი. როდესაც ზეწოლა ან სხვა ფიზიკური სტიმული იქნა გამოყენებული, ნიკელის ნაწილაკებს შორის მანძილი შეიცვალა, რაც საშუალებას აძლევდა მასალას გაეზომა სტრესის დონე და წინააღმდეგობა.

სინთეზური კანის პოტენციური გამოყენება ფართოა და შეიძლება მნიშვნელოვნად იმოქმედოს სხვადასხვა ინდუსტრიებზე. ჯანდაცვის სფეროში, შესაძლოა გზა გაუხსნას უფრო ეფექტურ მკურნალობას და პროთეზირებას, რომლებიც რეაგირებენ გარემო სტიმულებზე. ავიაციაში, თვითმფრინავი შეიძლება აღიჭურვოს ამ მასალით, რათა უფრო ადაპტირებული გახდეს ატმოსფერული პირობების შეცვლაზე. გარდა ამისა, საავტომობილო ინდუსტრიამ შეიძლება ასევე ისარგებლოს სინთეზური კანით მანქანების შექმნისას, რომლებიც უკეთესად გრძნობენ და რეაგირებენ გარემოზე. 

დამრღვევი გავლენა

სინთეზური კანის სხვადასხვა მოდელს შეიძლება ჰქონდეს განსხვავებული გამოყენება რამდენიმე ინდუსტრიაში. მაგალითად, მწარმოებლებს შეუძლიათ პოტენციურად გამოიყენონ იგი ელექტრო სადენების დასაფარად, რაც შესაძლოა თვითშეკეთებას გახდის. სადენები და მავთულები, რომლებსაც შეუძლიათ საკუთარი თავის შეკეთება - დაწყებული იმით, რომელიც მხარს უჭერს ინტერნეტ დაკავშირებას ორ წერტილს შორის ელექტროენერგიის გატარებამდე - შეიძლება რევოლუცია მოახდინოს ამ სისტემების შენარჩუნებაში. 

სინთეზური ტყავი ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც პროთეზი, ადამიანის კანის ჩასანაცვლებლად. დამწვრობის მსხვერპლს აღარ დასჭირდება კანის გადანერგვა ან მრავალჯერადი ოპერაცია მძიმე დამწვრობის სამკურნალოდ. მიკროსენსორები შეიძლება ჩაშენდეს ამ სკინებში, რათა პოტენციურად მიაწოდოს ჯანდაცვის პროფესიონალებს რეალურ დროში მონაცემების ახალი წყაროები პაციენტის ჯანმრთელობის დისტანციური მონიტორინგისთვის. 

იმავდროულად, სამრეწველო სინთეტიკური ტყავი შეიძლება გამოყენებულ იქნას თვითმფრინავებზე, რათა მათ უკეთესად რეაგირებდნენ ბუნებრივ გარემოზე ფრენის დროს. ეს ტყავი შეიძლება განთავსდეს შენობებზე, მანქანებზე, ავეჯზე და მრავალფეროვან ობიექტზე, რათა უფრო მდგრადი იყოს არასასურველი ამინდის მიმართ და მიაწოდოს მონაცემები მათი მფლობელებისთვის და დაინტერესებული მხარეებისთვის. ამ მახასიათებელს შეუძლია დაზოგოს მთავრობებისა და კომპანიების მნიშვნელოვანი თანხები ტექნიკური და ჩანაცვლების ხარჯებში.  

სინთეტიკური კანის შედეგები

სინთეზური კანის უფრო ფართო შედეგები შეიძლება მოიცავდეს:

• სინთეზური კანით დაფარული პროთეზირების ან იმპლანტების მქონე პაციენტების მიწოდება, რომელიც არა მხოლოდ აღადგენს სენსორულ ფუნქციებს, არამედ აკონტროლებს სასიცოცხლო მნიშვნელობებს, როგორიცაა არტერიული წნევა, გადაიყვანს ჯანდაცვას უფრო პროფილაქტიკური და პერსონალიზებული მკურნალობის გეგმებზე.
• სამშენებლო ინდუსტრია იყენებს სინთეზურ კანს შენობების, ხიდების და გვირაბების სტრუქტურული სტაბილურობის გასაზომად და გასაძლიერებლად, რაც იწვევს უსაფრთხო და გამძლე ინფრასტრუქტურას, რომელსაც შეუძლია მოერგოს გარემო სტრესებს, როგორიცაა მიწისძვრები ან ძლიერი ქარი.
• ხელოვნური კანისგან დამზადებული სპეციალიზებული, ფორმაში მორგებული სამუშაო ტანსაცმლის გაჩენა, რომელიც შექმნილია მუშების დასაცავად სახიფათო პირობებში, როგორიცაა ხანძრის ჩაქრობა ან ქიმიური დამუშავება, სამუშაო ადგილის დაზიანებების შემცირება და მასთან დაკავშირებული კომპენსაციის მოთხოვნები.
• სილამაზისა და პლასტიკური ქირურგიის კლინიკები, რომლებიც აერთიანებენ კანის სინთეტიკურ აპლიკაციებს, როგორც მათი სერვისის ნაწილს, რაც საშუალებას იძლევა უფრო ბუნებრივი და ფუნქციონალური კოსმეტიკური გაუმჯობესება, რამაც შეიძლება შეცვალოს მომხმარებლის პრეფერენციები და ხარჯვის ნიმუშები სილამაზის ინდუსტრიაში.
• მთავრობები ქმნიან ახალ რეგულაციებს სინთეტიკური კანის ეთიკური გამოყენებისა და განადგურების უზრუნველსაყოფად, ფოკუსირებულია ისეთ საკითხებზე, როგორიცაა ბიოთავსებადობა და გარემოზე ზემოქმედება, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს მწარმოებლებისთვის შესაბამისობის მკაცრი მოთხოვნები.
• საავტომობილო ინდუსტრია აერთიანებს სინთეზურ კანს ავტომობილის ექსტერიერში უკეთესი სენსორული შესაძლებლობებისთვის, რაც პოტენციურად იმოქმედებს ავტონომიური სატრანსპორტო საშუალებების განვითარებასა და მიღებაზე, რაც მათ უფრო მეტად რეაგირებს გზის პირობებსა და დაბრკოლებებზე.
• მოდის ინდუსტრია იკვლევს სინთეზური კანის გამოყენებას ადაპტური, ჭკვიანი ტანსაცმლის შესაქმნელად, რომელსაც შეუძლია შეცვალოს ფერი ან ტექსტურა, ხსნის ახალ გზებს პერსონალიზებული მოდისთვის და ამცირებს მრავალი სამოსის საჭიროებას სხვადასხვა პირობებში.
• შრომის ბაზრები განიცდის ცვლილებებს, რადგან სამუშაოები, რომლებიც დაკავშირებულია სინთეზური ტყავით აღჭურვილი მანქანების ან ინფრასტრუქტურის მოვლა-პატრონობასთან და მონიტორინგთან, უფრო სპეციალიზირებული ხდება, რაც მოითხოვს ახალ უნარების კომპლექტს და პოტენციურად გამოიწვევს სამუშაოს გადაადგილებას ტრადიციულ როლებში.
• სინთეზური კანის წარმოებისა და განადგურების შედეგად წარმოქმნილი გარემოსდაცვითი შეშფოთება, რაც იწვევს კვლევას უფრო მდგრადი მასალებისა და გადამუშავების მეთოდებზე, რამაც შეიძლება გავლენა მოახდინოს როგორც ინდუსტრიის პრაქტიკაზე, ასევე გარემოსდაცვით პოლიტიკაზე.

კითხვები გასათვალისწინებელია

• როგორ ფიქრობთ, სინთეტიკური ტყავი იმდენად განვითარდება, რომ ადამიანებს, სურვილისამებრ, სურთ მათი იმპლანტაცია მათ რეალურ კანზე?
• როგორ ფიქრობთ, უნდა შეიზღუდოს და დარეგულირდეს თუ არა ობიექტებზე, მანქანებსა და ინფრასტრუქტურაზე სინთეტიკური ტყავის გამოყენება?