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합성 피부: 산업 전반에 걸친 놀랍도록 다목적 발명품

합성 피부는 자가 치유력이 있고 다양한 자극에 반응하며 물리적 스트레스에도 내구성이 있어 미래 인류의 건강과 산업을 위한 귀중한 발명품이 되었습니다.

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퀀텀런 예측
2022 년 5 월 6 일

인사이트 요약

자가 치유 및 탄력성을 지닌 합성 피부는 의료에서 건설에 이르기까지 다양한 산업을 재편하고 있습니다. 그 응용 분야는 보다 효과적인 보철물과 맞춤형 의료 치료법을 만드는 것에서부터 건물과 차량의 구조적 안정성을 강화하는 것까지 다양합니다. 노동 시장의 변화, 새로운 정부 규제, 미용 및 패션과 같은 분야의 소비자 행동 변화 등 장기적인 영향은 엄청납니다.

합성 피부 컨텍스트

자가치유력과 탄력성을 지닌 합성 피부의 개발은 재료과학에 있어 중요한 진전입니다. 연구자들은 인간 피부의 질감과 탄력성을 모방할 뿐만 아니라 스스로 회복하는 능력도 있는 피부와 같은 표면을 만들기 위해 다양한 재료 조합을 탐구하고 있습니다. 최근 몇 년 동안 전 세계의 여러 과학 그룹에서는 이를 달성하기 위해 다양한 기술을 사용했습니다. 예를 들어, 킹 압둘라 과학기술대학교(King Abdullah University of Science and Technology) 팀은 2020년 5,000월 활성 나노물질, 하이드로겔 및 실리카 층을 성공적으로 결합하여 감각 기능을 갖춘 유연한 인터페이스를 만들었다고 밝혔습니다. 종종 e-스킨이라고도 불리는 이 합성 피부는 최대 XNUMX인치 떨어진 물체를 감지할 수 있으며 XNUMX회 이상 자가 복구하는 놀라운 능력을 가지고 있습니다.

합성 피부의 개념은 완전히 새로운 것은 아닙니다. 그것은 지난 2012년 동안 발전해 왔습니다. XNUMX년에 스탠포드 대학의 연구자들이 한 가지 주목할만한 이정표를 달성했습니다. 그들은 접촉에 반응할 뿐만 아니라 상처나 긁힘과 같은 경미한 손상으로부터 스스로 치유할 수 있는 능력을 갖춘 합성 피부 모델을 만들었습니다. 이 모델은 플라스틱 폴리머로 제작되었으며 강도를 높이기 위해 니켈 입자가 내장되어 있습니다. 니켈의 존재는 또한 합성 피부에 인간 피부와 마찬가지로 전기를 전도하는 능력을 부여했습니다. 압력이나 기타 물리적 자극이 가해지면 니켈 입자 사이의 거리가 변경되어 재료의 응력 수준과 저항을 측정할 수 있습니다.

합성 피부의 잠재적 응용 분야는 광범위하며 다양한 산업에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 의료 분야에서는 환경 자극에 반응하는 보다 효과적인 치료와 보철물을 위한 길을 열 수 있습니다. 항공 분야에서 항공기는 변화하는 대기 조건에 더 잘 적응할 수 있도록 이 재료를 장착할 수 있습니다. 또한 자동차 산업은 주변 환경을 더 잘 감지하고 반응할 수 있는 자동차를 만드는 데 합성 피부의 이점을 누릴 수도 있습니다.

파괴적 영향

다양한 합성 피부 모델은 여러 산업 분야에서 다양하게 응용될 수 있습니다. 예를 들어 제조업체는 잠재적으로 전선을 코팅하여 자가 수리가 가능하도록 사용할 수 있습니다. 인터넷 연결을 지원하는 것부터 두 지점 사이에 전력을 전달하는 것까지 스스로 수리할 수 있는 코드와 전선은 이러한 시스템을 유지 관리하는 방법에 혁명을 일으킬 수 있습니다.

합성 피부는 인간의 피부를 대체하는 보철물로도 사용될 수 있습니다. 화상 피해자는 심각한 화상을 치료하기 위해 더 이상 피부 이식이나 여러 번의 수술이 필요하지 않습니다. 마이크로 센서를 이러한 피부에 내장하여 잠재적으로 의료 전문가에게 새로운 실시간 데이터 소스를 제공하여 환자의 건강을 원격으로 모니터링할 수 있습니다.

한편, 산업용 합성 피부를 항공기에 적용하면 비행 중 자연 환경에 더 잘 반응할 수 있습니다. 이러한 스킨은 건물, 자동차, 가구 및 다양한 물체 위에 배치하여 악천후에 대한 저항력을 높이고 소유자와 이해관계자에게 데이터를 제공할 수 있습니다. 이 기능을 사용하면 정부와 기업의 유지 관리 및 교체 비용에 상당한 자금을 절약할 수 있습니다.

합성 피부의 의미

합성 피부의 더 넓은 의미는 다음과 같습니다.

환자에게 감각 기능을 복원할 뿐만 아니라 혈압과 같은 활력 징후를 모니터링하는 합성 피부로 덮인 보철물이나 임플란트를 제공하여 의료 서비스를 보다 예방적이고 개인화된 치료 계획으로 전환합니다.
건설 산업에서는 건물, 교량, 터널의 구조적 안정성을 측정하고 강화하기 위해 합성 피부를 채택하여 지진이나 강풍과 같은 환경적 스트레스에 적응할 수 있는 보다 안전하고 내구성이 뛰어난 인프라를 구축합니다.
소방이나 화학 물질 취급과 같은 위험한 조건에서 작업자를 보호하고 작업장 부상 및 관련 보상 청구를 줄이기 위해 고안된 합성 피부로 만들어진 특수한 몸에 꼭 맞는 작업복의 출현.
합성 피부 응용 프로그램을 서비스 제공의 일부로 통합한 미용 및 성형외과 클리닉은 보다 자연스럽고 기능적인 미용 개선을 가능하게 하며, 이는 미용 업계의 소비자 선호도와 지출 패턴을 바꿀 수 있습니다.
정부는 생체 적합성 및 환경 영향과 같은 문제에 초점을 맞춰 합성 피부의 윤리적 사용 및 폐기를 보장하기 위해 새로운 규정을 제정하고 있으며, 이로 인해 제조업체의 규정 준수 요구 사항이 더욱 엄격해질 수 있습니다.
자동차 산업은 더 나은 감지 기능을 위해 차량 외부에 합성 피부를 통합하고 있으며, 자율주행차가 도로 상황과 장애물에 더 잘 반응하도록 만들어 잠재적으로 자율주행차의 개발 및 채택에 영향을 미칠 수 있습니다.
패션 업계는 색상이나 질감을 바꿀 수 있는 적응력 있고 스마트한 의류를 만드는 데 합성 피부를 사용하는 방법을 모색하고 있으며, 개인화된 패션을 위한 새로운 길을 열고 다양한 조건에 따라 여러 의류의 필요성을 줄입니다.
합성 피부가 장착된 기계 또는 인프라의 유지 관리 및 모니터링과 관련된 작업이 더욱 전문화되면서 노동 시장이 변화하고 있으며, 이로 인해 새로운 기술이 필요하고 잠재적으로 기존 역할에서 작업 대체가 발생할 수 있습니다.
합성 피부의 생산 및 폐기로 인해 발생하는 환경 문제로 인해 업계 관행과 환경 정책 모두에 영향을 미칠 수 있는 보다 지속 가능한 재료와 재활용 방법에 대한 연구가 촉발되었습니다.