Los hilos inteligentes se pueden tejer en la piel electrónica sensible a la presión para robots o prótesis médicas.
Las telas que contienen componentes electrónicos flexibles están apareciendo en muchos productos novedosos, como ropa con pantallas incorporadas y paneles solares. Más impresionantemente, estas telas pueden actuar como pieles electrónicas que pueden detectar su entorno y podrían tener aplicaciones en robótica y medicina protésica.Investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología King Abdullah KAUST, Arabia Saudita, han desarrollado hilos inteligentes que detectan la fuerza y la ubicación de las presiones ejercidas sobre ellos.
La mayoría de los sensores flexibles funcionan mediante la detección de cambios en las propiedades eléctricas de los materiales en respuesta a la presión, temperatura, humedad o la presencia de gases. Las pieles electrónicas se construyen como conjuntos de varios sensores individuales. Estos conjuntos actualmente necesitan cableado complejo y análisis de datos, lo que los hace demasiado pesados, grandes o caros para la producción a gran escala.
Yanlong Tai y Gilles Lubineau de la División de Ciencias e Ingeniería Físicas de la Universidad han encontrado un enfoque diferente. Construyeron sus hilos inteligentes a partir de hilos de algodón recubiertos con capas de uno de los materiales milagrosos de la nanotecnología: los nanotubos de carbono de pared simple SWCNT.
"Los hilos de algodón son un material clásico para los tejidos, por lo que parecían una opción lógica", dijo Lubineau. "Las redes de nanotubos también tienen propiedades piezoresistivas, lo que significa que su resistencia eléctrica depende de la presión aplicada".
Los investigadores mostraron que sus hilos tenían una resistencia disminuida cuando se sometieron a tensiones mecánicas más fuertes, y crucialmente la amplitud del cambio de resistencia también dependía del grosor del recubrimiento SWCNT.
Estos hallazgos llevaron a los investigadores a su mayor avance: desarrollaron hilos de grosor graduado con una capa gruesa SWCNT en un extremo que se estrechaba en una capa delgada en el otro extremo. Luego, combinando hilos en pares, uno con grosor graduado yuno de espesor uniforme: los investigadores no solo pudieron detectar la fuerza de una carga de presión aplicada, sino también la posición de la carga a lo largo de los hilos.
"Nuestro sistema no es la primera tecnología en detectar tanto la resistencia como la posición de las presiones aplicadas, pero nuestra estructura graduada evita la necesidad de cables de electrodos complicados, registro y análisis de datos pesados", dijo Tai.
Los investigadores han utilizado sus hilos inteligentes para construir matrices bidimensionales y tridimensionales que detectan con precisión presiones similares a las que las personas y robots reales podrían estar expuestos.
"Esperamos que las máscaras electrónicas hechas de nuestros hilos inteligentes puedan beneficiar a cualquier robot o prótesis médica en la que la detección de presión sea importante, como las manos artificiales", dijo Lubineau.
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Materiales proporcionado por Universidad Rey Abdullah de Ciencia y Tecnología . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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