Ein Team um Sunghoon Lee von der University of Tokyo hat einen Drucksensor entwickelt, der auf die Fingerspitzen geklebt wird. Er ist so dünn, dass die Empfindlichkeit der Kuppe nicht beeinträchtigt wird. Der Tastsinn bleibt vollkommen erhalten. Gleichzeitig ist der Sensor so robust, dass er selbst starke Reibbewegungen ohne Schaden übersteht.
Mit dem Sensor soll unter anderen die Arbeit von Handwerkern oder sogar von Chirurgen dokumentiert werden. Das soll helfen, deren Know-how weiterzugeben - entweder an andere Menschen oder an Roboter, denen menschliche Fähigkeiten antrainiert werden sollen. Der Sensor besteht aus zwei extrem dünnen unterschiedlichen Schichten. Beide hat das Team aus nanofeinen Fasern hergestellt, die sie mittels einer Technik namens Elektrospinnen gewannen. Dabei werden Fasern aus einer Schmelze in einem starken elektrischen Feld herausgezogen.
Das erste Netz besteht aus Polyurethanfasern, die 200 bis 400 Nanometer dick sind - ein Nanometer ist ein Millionstel Millimeter. Menschliche Haare sind rund 500 Mal dicker. Das zweite Netz wird aus Goldfasern ähnlicher Dicke hergestellt. Mehrere Netze dieser beiden Arten miteinander kombiniert, ergeben einen funktionierenden Drucksensor. Stromversorgung und Auswerteeinheit werden auf dem Handrücken angebracht.
Lees Ziel ist es, zu dokumentieren, wie menschliche Hände bestimmte Aufgaben bewältigen, wie sie zupacken, etwa um ein Skalpell zu halten. Das ist gar nicht so einfach. Normale Sensoren sind so dick, dass die Feinfühligkeit des Menschen darunter leidet. Das heisst, er kann seine Arbeit nicht wie gewohnt tun, weil das Feedback der Fingerspitzen fehlt. Die Netze aus nanofeinen Fasern lösen dieses Problem.
Normalerweise reagieren derart dünne Sensoren höchst sensibel auf mechanische Einflüsse. Lee und seinem Team gelang es, Robustheit und Filigranität miteinander zu vereinen. Das bewiesen die Forscher bei Tests mit 18 Probanden. Sie rieben bis zu 300 Mal mit ihrer sensorbestückten Fingerkuppe über eine Unterlage. Dabei übten sie einen Druck von einem Kilopond aus. Die Sensoren überstanden die Prozedur, ohne Schaden zu nehmen.
