Sensori smart autoassemblati: rivoluzione per i wearables di nuova generazione

RomeScienziati della Penn State hanno sviluppato un nuovo materiale per la tecnologia indossabile, robot morbidi e dispositivi medici. Questo materiale è soffice, elastico e capace di auto-assemblarsi, somigliando a tessuti e organi umani.

Caratteristiche principali:

• Altamente conduttivo
• Morbido ed elastico
• Auto-assemblaggio senza attivazione secondaria
• Stampabile in 3D

Il nuovo materiale è composto da metallo liquido, un polimero conduttivo chiamato PEDOT:PSS e un tipo di poliuretano che attratta dall'acqua. Quando viene stampato e riscaldato, le particelle di metallo liquido sul fondo creano un percorso che conduce l'elettricità. Le particelle sullo strato superiore formano uno strato isolante per impedire la dispersione dei segnali.

Tao Zhou, assistente professore di scienze ingegneristiche e meccaniche presso la Penn State, ha evidenziato i problemi dei metodi precedenti. Gli approcci passati che utilizzavano conduttori a base di metallo liquido richiedevano passaggi aggiuntivi, come l'uso di laser o lo stiramento, compromettendo spesso la funzionalità dei dispositivi e complicando il processo.

Il nuovo metodo sviluppato dal team della Penn State semplifica il processo, eliminando passaggi superflui. Il materiale già possiede un'elevata conducibilità. Questa innovazione rende i dispositivi indossabili più affidabili e facili da produrre.

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Lo strato conduttivo è essenziale per raccogliere correttamente i dati. È utile per registrare i movimenti muscolari e misurare le sollecitazioni sul corpo. Lo strato isolante previene la dispersione dei segnali, garantendo così l'accuratezza dei dati.

I risultati della ricerca sono stati pubblicati su Advanced Materials. Lo studio è stato condotto anche dai dottorandi Salahuddin Ahmed, Marzia Momin, Jiashu Ren e Hyunjin Lee. Il lavoro è stato supportato dal Programma di Sovvenzioni Collaborative tra la National Taipei University of Technology e la Penn State.

Zhou ha evidenziato che il materiale può essere stampato in 3D. Questo facilita la creazione di dispositivi personalizzati per diverse applicazioni. Il team si concentra principalmente su tecnologie che aiutano le persone con disabilità.

Il nuovo materiale risolve molti problemi presenti nei metodi precedenti. Conduce elettricità efficacemente e funziona affidabilmente senza ulteriori passaggi. Questa scoperta potrebbe migliorare la tecnologia indossabile e i dispositivi medici. Il team della Penn State sta continuando a esplorare ulteriori potenzialità di questa innovazione.