Fingertoppskänsla på nanonivå

En människas finger kan känna skillnad mellan en vågmönstrad yta med amplitud så låg som 13 nanometer (miljarddels meter) och en omönstrad slät yta, visar en studie som nu publiceras i Scientific Reports. Studien pekar mot att vi människor med känselsinnet kan uppfatta extremt små mönster, ända ner på nanonivå.

Mark Rutland och Lisa Skedung, forskare vid SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut, har tillsammans med samarbetspartners tillverkat 16 kemiskt identiska ytor med varierat vågmönster där våglängden (avståndet mellan topparna) sträckte sig från 300 nanometer upp till 90 mikrometer och amplituderna (vågens "höjd") var mellan sju nanometer och 4,5 mikrometer, samt två omönstrade ytor. 

Försökspersoner fick i uppgift att bedöma hur lika två stycken ytor kändes genom att föra sitt pekfinger över ytorna (vinkelrätt mot vågen). Alla tänkbara kombinationer av ytor utvärderades.
– Det minsta mönster som kunde särskiljas från en omönstrad yta hade en våglängd på 760 nanometer och en amplitud på endast 13 nanometer, säger Mark Rutland.

Studien belyser vikten av två fysikaliska parametrar för att särskilja hur lika ytorna känns perceptuellt - friktion och mönstervåglängd. Resultaten kan bli till nytta för utformningen av produkter som ofta är i kontakt med människohänder.
– Vår studie kan bidra till att företag kan förbättra sina beröringsintensiva produkter, som förpackningar, textilier, telefoner och läsplattor, säger Lisa Skedung, forskare vid SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut.

SP har under flera år arbetat med att bygga upp en verksamhet kring hur vi kopplar perceptionsupplevelser (taktil, sensorisk och akustisk), som mäts med människor, med instrumentella mätdata (psykofysik). Detta för att förstå vilka egenskaper som är viktiga för olika perceptuella och sensoriska upplevelser, för att i framtiden kunna utveckla nya material eller produkter med en specifik känsla (perception delivery). 

– Vi har sett ett stort industriellt intresse i att kunna prediktera den perceptuella upplevelsen av en produkt baserat på instrumentella mätningar som är mer tids- och kostnadseffektivt än att mäta med människor, säger Lisa Skedung. 

Studien som nu har publicerats i Scientific Reports, och som redan har uppmärksammats på diverse webbplatser som Nature, National Geographic, ABC Science och SVT, har bedrivits inom CODIRECT, ett Institut Excellence-centrum vid SP med finansiering från VINNOVA, KK-stiftelsen, SSF samt industripartners.

Perceptionsområdet är en fortsatt viktig del inom SPs verksamhet med flera pågående industrifinansierade projekt. SP driver även en projektplattform, ExSPerience, som arbetar med olika frågeställningar där människans upplevelser är i fokus vilket ofta handlar om att mäta det ”omätbara”.

För mer information, kontakta:
Lisa Skedung, SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut
Tel 010-516 60 16,
e-post: lisa.skedung@sp.se

Mark Rutland, SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut och KTH
Tel: 08 -790 99 14,
e-post: mark.rutland@sp.se

Taggar: