Investigadores de la Facultad de Ingeniería FAMU-FSU han desarrollado una clase de sensores de movimiento innovadores que podrían anunciar un futuro próximo de tecnología portátil ubicua, totalmente integrada y asequible.
en un artículo publicado en la revista Materiales y diseño , ingenieros del Instituto de Materiales de Alto Rendimiento de la FSU, en colaboración con científicos del Institut National des Sciences Appliquées en Lyon, Francia, detallan las impresionantes propiedades y el proceso de fabricación rentable de una serie avanzada de sensores de movimiento hechos con papel de afeitar - navaja de afeitarláminas delgadas y flexibles de nanotubos de carbono puros y excepcionalmente duraderos.
Estos nuevos sensores de papel bucky representan una mejora notable en los estándares actuales de la industria, ya que la mayoría de los sensores son demasiado toscos o demasiado inflexibles para monitorear de manera confiable estructuras complejas como el cuerpo humano.
"La tecnología actual no está diseñada para eso", dijo Richard Liang, director del Instituto de Materiales de Alto Rendimiento y profesor de la Facultad de Ingeniería FAMU-FSU. "Para la tecnología de sensores, necesita que sea flexible, la necesitapara que sea asequible y lo necesite para que sea escalable. Esta nueva tecnología es versátil y los sensores son accesibles para imprimir. Es una gran innovación que presenta muchas posibilidades en el futuro ".
En esta etapa, las aplicaciones potenciales para los sensores de papel de impresión imprimibles están limitadas solo por la amplitud de la imaginación de los investigadores. El diseño de bajo perfil podría integrarse en sábanas para monitorear la calidad del sueño, zapatos para rastrear el recuento de pasos y la postura o la ropa de entrenamientopara medir la intensidad del ejercicio.
Los investigadores también prevén aplicaciones potenciales más allá del ámbito de la tecnología portátil. En el campo de la robótica suave, el material podría facilitar los avances en la producción de músculos artificiales sensibles y autocorregibles.
Además, los sensores escalables representan otro paso hacia el futuro largamente predicho de un "internet de las cosas", donde prácticamente todas las computadoras, dispositivos, prendas de vestir, muebles y electrodomésticos de un individuo están conectados digitalmente para intercambiar libremente información en la nube.
"La mayoría de los proyectos no tienen tantas aplicaciones posibles", dijo el candidato al doctorado Joshua DeGraff, autor principal del estudio. "Este material podría usarse en el monitoreo de la salud estructural, la tecnología portátil y todo lo demás. Estoy emocionadoporque esto es algo que puede afectar a muchas personas en su vida cotidiana "
La novedosa estructura del sensor combina una tira de papel bucky de siete micras de grosor con electrodos de tinta plateada impresos desde una impresora de inyección de tinta común y comercialmente disponible.
El resultado es un tipo de sensor Goldilocks perfecto: no tan insensible como los sensores metálicos flexibles y comunes, pero no tan rígido o engorroso como los sensores de semiconductores más sensibles y populares.
Los sensores portátiles de papel bucky son una combinación ideal de estas cualidades competitivas. Son flexibles, sin costuras y sensibles a movimientos y esfuerzos sutiles.
"Medimos los sensores por factor de calibración, que indica cuánto cambia el valor de resistencia a medida que un material se tensa o dobla", dijo DeGraff. "Nuestro factor de medición ha sido hasta ocho veces más alto que los sensores comerciales y 75 por ciento más alto que muchos otrossensores de nanotubos de carbono "
A medida que continúa el desarrollo de la tecnología de sensor imprimible, los investigadores esperan mejorar la ya notable delgadez del material para que pueda integrarse en ropa cómoda y no restrictiva.
Se requieren pruebas adicionales en estructuras de modelos complejos para garantizar la capacidad del material para ajustarse a las curvas y hendiduras variables del cuerpo humano.
Si bien la tecnología aún no está lista para el horario estelar, los investigadores están animados por su futuro prometedor.
"Como profesores de ingeniería, queremos ver que las cosas que creamos en el laboratorio se conviertan en productos exitosos", dijo Liang. "Todavía no estamos allí, pero este es un paso importante. Los consumidores quieren una gran calidad y precios asequibles,y este material proporciona ambas cosas "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Florida . Original escrito por Zachary Boehm. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :