Slimme sensoren voor draagbare technologie: zelfassemblerend en betrouwbaar dankzij nieuw materiaal van Penn State

AmsterdamWetenschappers van Penn State hebben een innovatief materiaal ontwikkeld voor draagbare technologie, zachte robots en medische apparaten. Dit materiaal is zacht, rekbaar en zelfbouwend. Het is ontworpen om op weefsels en organen te lijken.

Belangrijke kenmerken:

• Zeer geleidend
• Zacht en rekbaar
• Zelfassemblerend zonder extra handelingen
• Geschikt voor 3D-printen

Het nieuwe materiaal bestaat uit vloeibaar metaal, een geleidende polymeer genaamd PEDOT:PSS, en een type polyurethaan dat van water houdt. Bij het printen en verhitten creëren de vloeibare metaaldeeltjes aan de onderkant een pad dat elektriciteit geleidt. De deeltjes in de bovenste laag veranderen in een isolerende laag die voorkomt dat signalen weglekken.

Tao Zhou, een assistent-professor in werktuigbouwkunde aan de Penn State, wees op de problemen met eerdere methoden. Vroegere technieken met vloeibare metaalgeleiders vereisten extra stappen zoals rekken of lasers om ze te activeren. Deze extra stappen leidden vaak tot falen van apparaten en maakten het proces ingewikkelder.

De nieuwe methode ontwikkeld door het team van Penn State elimineert overbodige stappen. Het materiaal heeft al een hoge geleidbaarheid. Deze verbetering maakt draagbare apparaten betrouwbaarder en gemakkelijker te produceren.

Lees ook:

Vandaag · 09:56

Doorbraak in orgaanacceptatie met nanotechnologie en immunotherapie

De geleidende laag speelt een cruciale rol in het nauwkeurig verzamelen van gegevens. Het wordt gebruikt voor toepassingen zoals het registreren van spierbewegingen en het meten van spanningen op het lichaam. De geïsoleerde laag voorkomt signaalverlies en garandeert zo de nauwkeurigheid van de data.

De bevindingen van het onderzoek zijn gepubliceerd in Advanced Materials. De studie werd uitgevoerd door promovendi Salahuddin Ahmed, Marzia Momin, Jiashu Ren en Hyunjin Lee. Het project werd ondersteund door het National Taipei University of Technology-Penn State Collaborative Seed Grant Program.

Zhou benadrukte dat het materiaal via 3D-printen vervaardigd kan worden. Dit vereenvoudigt het maken van op maat gemaakte apparaten voor diverse toepassingen. Het team richt zich voornamelijk op technologie die mensen met een handicap ondersteunt.

Het nieuwe materiaal lost veel problemen op die bij oudere methoden opdoken. Het geleidt elektriciteit uitstekend en functioneert betrouwbaar zonder extra stappen. Deze ontdekking kan een doorbraak betekenen voor draagbare technologie en medische apparaten. Het team van Penn State onderzoekt nog welke verdere mogelijkheden het materiaal biedt.