I nostri occhi possono essere una finestra sul mondo, ma la punta delle dita ci tiene in contatto con esso. Per ricreare questa sensazione tattile, la tecnologia attuale si basa su piccoli motori ed elettricità. Tuttavia, i dossi e i ronzii che generano non sono bravi a imitare la cosa reale. Oggi, gli scienziati stanno fornendo prove che la nostra pelle può percepire sottili differenze nella chimica: risultati che sperano forniranno la base per un nuovo modo di controllare il tatto e di incorporarlo meglio in applicazioni, come la realtà virtuale.

I ricercatori presenteranno i loro risultati alla riunione di primavera dell’American Chemical Society (ACS).

afferma Charles Dong, Ph.D., il principale investigatore del progetto. “Riteniamo che la chimica dei materiali possa aprire la porta alla ricreazione di sensazioni più sottili, sia che tu stia progettando una superficie per sentirsi in un certo modo o creando dispositivi di feedback di realtà virtuale”.

Tra i cinque sensi, la tecnologia ha abbracciato alcuni più facilmente di altri. Schermi di computer, schermi di smartphone e cuffie per realtà virtuale forniscono immagini dettagliate e persino coinvolgenti. I dispositivi audio riproducono anche suoni, musica e altri suoni in alta fedeltà. Tuttavia, i progressi nella tecnologia tattile sono rimasti indietro, in parte perché coinvolge molteplici tipi di sensazioni, come la temperatura e il dolore. Inoltre, alcuni sforzi per ricreare il tatto hanno incluso sistemi progettati per simulare la sensazione di muovere il corpo, una sensazione complessa.

La ricerca di Dhong presso l’Università del Delaware si concentra su un tipo specifico di tocco: utilizzare le dita per rilevare la consistenza. Ci sono già alcuni modi per evocare questo tipo di tocco sottile. Il vibratore all’interno dello smartphone gli consente di attirare la tua attenzione senza squillare. Nel display braille aggiornabile per persone ipovedenti o non vedenti, l’operatore sposta le viti verso l’alto per creare delle irregolarità. Questo tipo di tocco si basa su una forza fisica, che è l’attrito, che è la resistenza che la pelle sperimenta quando tocca qualcosa. Mentre caratteristiche come le caratteristiche della superficie influiscono sull’attrito, così fa la chimica. Anche la struttura delle molecole all’interno del materiale e le proprietà della sua superficie influiscono sulla sensazione. Dhong ei suoi colleghi sospettavano che solo cambiando le caratteristiche chimiche avrebbero potuto cambiare la sensazione della superficie.

In un lavoro precedente, il team di Dhong ha chiesto alle persone di toccare strati spessi di una singola molecola di silano, un composto contenente silicio. Nessuna delle superfici silaniche presentava differenze rilevabili nella levigatezza. Tuttavia, coloro che hanno toccato le superfici possono differenziarle in base a differenze chimiche, inclusa la sostituzione di un atomo all’interno di ciascuna molecola di silano con un altro, a causa di sottili cambiamenti nell’attrito. “Recenti ricerche hanno dimostrato che le persone possono rilevare differenze fisiche tra le superfici con risoluzioni fino a 13 nanometri”, afferma Dhong. “Ora diciamo che il senso del tatto può anche rilevare piccoli cambiamenti chimici come lo scambio di un atomo di azoto con un atomo di carbonio”.

Durante l’incontro, Dhong presenterà un recente lavoro incentrato sui polimeri, le molecole di transizione per i materiali sintetici. I polimeri si distinguono non solo per la loro formula chimica, ma anche per una proprietà nota come cristallinità, che descrive come sono organizzate esattamente le molecole a catena. I polimeri in questi esperimenti avevano formule e pesi molecolari identici; Solo il grado di cristallizzazione differiva.

I ricercatori hanno concentrato i loro esperimenti sulla trama di strati sottili di polimeri. Come con i silani, hanno chiesto ai soggetti di far scorrere le dita attraverso il polimero. Anche questa volta hanno scoperto che le persone potevano differenziare i polimeri in base alle differenze di attrito causate da sottili cambiamenti nella cristallinità delle molecole.

“Un nuovo metodo per il controllo del micro-tocco e la percezione delle texture potrebbe avere molte applicazioni”, afferma Dhong. “Potrebbe, ad esempio, consentire la progettazione di nuovi tipi di superfici o integrare meglio questo significato in ambienti di realtà virtuale. Altre applicazioni potrebbero includere l’ottimizzazione dell’hardware, come display braille aggiornabili, oltre a fornire feedback ai chirurghi che eseguono interventi chirurgici. Dong dice.