Kad god se u kakvom znanstveno-fantastičnom filmu pojavi čovjekoliki robot, android, poput zamjenika zapovjednika (Lt. Commander) Date u Star Treku, uvijek mi kroz glavu projuri jedna te ista misao: „A što ima umjesto kože?“ Čudno. I nije. Jer da umjesto mozga ima kompjutor, umjesto živaca električne žice, umjesto mišića elektromotore, umjesto srca električnu bateriju, da gleda televizijskom kamerom, a njuši plinskim kromatografom… to mogu zamisliti, ali da ima kožu poput ljudske, da je prekriven neživom tvari koja se prilagođava pokretima i obnavlja, a usto i osjeća – e to već ne mogu zamisliti. Koža nije tek ambalaža za unutrašnje organe. Ona je organ kao svaki drugi organ u – ili točnije na – organizmu. (Koža obavlja mnoge funkcije; sastoji se od tri sloja i ima površinu od 1,6 do 1,9 m².)

Kada se uživa u znanstvenoj fantastici ne valja puno pitati kako ovo i kako ono, jer da točno znamo što i kako oduzeli bismo joj svaki čar – jer se znanstvena fantastika temelji na neznanju, na golicanju mašte i svijesnom podmetanju laži, ako baš hoćete čuti punu istinu. Stoga ćete nakon svega što sam rekao lakše razumjeti moje zanimanje za znanstveni rad objavljen ove godine u časopisu Nature Nanotechnology u kojem su japanski, korejski i američki znanstvenici obznanili kako su napravili „the first autonomous self-healable and stretchable multi-component electronic skin“, izraz koji i kada se prevede na hrvatski (prva autonomna samozacjeljiva elastična multikomponentna elektronička koža) nije baš jasan, ali je svakako intrigantan. Materijal koji ne samo da je elastičan, dakle sposoban da se vrati u izvorni oblik nakon istezanja, nego može sam od sebe, bez vanjskog utjecaja, popraviti brazgotine i pukotine koje se na njemu pojave.

To čudo od materijala je, kao što se moglo pretpostaviti, umjetni polimer. Taj polimer nastaje kemijskim povezivanjem triju komponenti. Prva je komponenta silikon. Riječ je, da budem sasvim precizan, o lančastim molekulama poli(dimetilsiloksana), PDMS. Molekule PDMS povezane su s molekulama 4,4'-metilenbis(feniluree), MPU, u mrežu tvoreći tako elastični polimer, elastomer – silikonsku gumu. (I prirodna guma je, razumije se, elastomer. U njoj su lanci poliizoprena povezani sulfidnim i disulfidnim mostovima,  nastalim vulkanizacijom.) No u polimerizaciji sudjeluje još jedna komponenta, izoforon-bisurea, IU. Veze među njezinim atomima su najslabije. Na mjestima gdje se nalazi IU molekula polimera najlakše puca, ali se nakon pucanja lako ponovno povezuje s drugim molekulama. Sve u svemu, nastaje polimer PDMS-MPU_0,4-IU_0,6,  kojem prvi dio molekule, PDMS, daju čvrstoću, drugi, MPU, elastičnost, a treći, IU, zacjeljivost.

No to je tek prvi dio umjetne kože, onaj koji se krije iza izraza autonomous self-healable and stretchable. Toj su koži primiješane druge komponente (multi-component), prije svega električki vodljivi elementi, poput  ugljikovih nanocjevćica (carbon nanotubes, CNT) ili srebrnih nanožica, AgNW. Polimerna folija se može prerezati, no kada se odrezani dijelovi dovedu u dodir već se nakon 12 sati uspostavlja izvorna električna vodljivost, a nakon dva dana ne može se više vidjeti da je folija bila rezana. Umjetna koža koja zarasta ili plastična folija koja se sama lijepi?

Odgovor ovisi o mašti, o asocijacijama, čime se znanost ne bavi – znanost se bavi činjenicama. A činjenice kazuju da je riječ o iznimno dinamičnom materijalu, materijalu  koji se vraća u početni oblik nakon mehaničnog oštećenja. Je li od takvog materijala napravljena koža zapovjednikova zamjenika Date ne bih znao reći, no njezinu primjenu u robotici nije teško sagledati. Ipak, znanstvenici vide primjenu novog materijala prije svega u medicini. I evo je.

Budući da ima svojstva prave, prirodne kože polimer se može nanositi na kožu bez neugode za pacijenta.  Neće ga stezati, a neće se ni habati poput odjeće. S takvom (ili u takvoj) koži moći će se prati i kupati, u njoj ležati i sjediti bez bojazni da će je trajno oštetiti.  Zahvaljujući pak električnoj vodljivosti u nju se mogu ugraditi uređaji koji pacijenta obavještavaju o njegovom zdravstvenom stanju. Dva su uređaja znanstvenici već ugradili. Senzor elektrokardiografa, ECG, kontinuirano mjeri srčani ritam o stanju kojeg pacijenta obavještava svjetleći kondenzator, LEC.  U umjetnu kožu ugrađen je i senzor naprezanja (strain sensor) koji upozorava, poput osjetila boli u prirodnoj koži, na opasnost od oštećenja ova prva dva uređaja.

I što na kraju reći? Integriranjem elektroničkih elemenata u polimer PDMS-MPU_0,4-IU_0,6 dobiven je materijal koji posjeduje i osjetilne funkcije kože. Hoće li se to moći iskoristiti i u robotici – pa će androidi osjećati toplinu, hladnoću, tvrdoću i mekoću -  to tek trebamo vidjeti. 

Nenad Raos, rođen 1951. u Zagrebu, je doktor prirodnih znanosti iz područja kemije, znanstveni savjetnik u trajnome zvanju. Do umirovljenja radio je u zagrebačkom Institutu za medicinska istraživanja i medicinu rada (IMI)  baveći se bioanorganskom i teorijskom (računalnom) kemijom. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti surađujući u mnogim časopisima i revijama (Priroda, ABC tehnike, Čovjek i svemir, Modra lasta, Smib, Fokus). Napisao je više od dvije tisuće znanstveno-popularnih članaka, 13 znanstveno-popularnih knjiga te u koautorstvu dva sveučilišna udžbenika iz područja dizajniranja lijekova. Sada piše za mrežne stranice  Zg-magazina te za časopis Čovjek i svemir te, naravno, za BUG online. U časopisu Kemija u industriji je stalni komentator te  urednik rubrike „Kemija u nastavi“. Godine 2003. dodijeljena mu je Državna godišnja nagrada za promidžbu i popularizaciju znanosti.