Nowe sensory: łatwe w montażu i bardzo przewodzące dla technologii ubieralnej.

WarsawNaukowcy z Penn State opracowali elastyczny, miękki i samoczynnie składający się materiał wykonany w technologii druku 3D. Nowy materiał znajduje zastosowanie w urządzeniach noszonych na ciele, miękkiej robotyce oraz elektronice, którą można nosić na skórze. Przewodzi elektryczność bez konieczności dodatkowych procesów, co rozwiązuje istotny problem poprzednich metod.

Nowy materiał łączy:

• Ciekły metal
• Mieszanka polimeru przewodzącego (PEDOT:PSS)
• Hydrofilowy poliuretan

Podczas drukowania i podgrzewania, cząsteczki ciekłego metalu na dolnej powierzchni materiału tworzą ścieżkę przewodzącą. Tymczasem cząsteczki na górnej powierzchni utleniają się, tworząc warstwę izolacyjną. Taka konfiguracja ma dwie zalety. Warstwa przewodząca jest kluczowa do przesyłania informacji do czujników, na przykład dotyczących aktywności mięśni i naprężeń w ciele, podczas gdy izolująca warstwa na górze zapobiega wyciekom sygnałów, co zapewnia większą dokładność zebranych danych.

Tao Zhou, adiunkt na Penn State, kierował badaniami. Wyjaśnił, że celem jest opracowanie miękkich i rozciągliwych przewodników od dziesięciu lat. Chociaż przewodniki oparte na ciekłych metalach wykazywały potencjał dzięki dobrej przewodności elektrycznej, wymagały dodatkowych kroków, takich jak rozciąganie, ściskanie czy użycie laserów do działania. Te dodatkowe procesy sprawiały, że stawały się skomplikowane i prowadziły do problemów, takich jak wycieki ciekłego metalu.

Zobacz również:

Dzisiaj · 20:04

Miniaturowy chip MIT do kontroli cząstek za pomocą światła

Możliwość drukowania 3D tych materiałów znacznie ułatwiła tworzenie urządzeń noszonych na ciele. Ten postęp jest obiecujący dla wielu zastosowań, zwłaszcza w technologii wspomagającej dla osób z niepełnosprawnościami. Łatwa produkcja i wysoka niezawodność tych czujników mogą prowadzić do lepszych i bardziej efektywnych urządzeń noszonych.

Zespół badawczy składał się z doktorantów: Salahuddina Ahmeda, Marzii Momin, Jiashu Rena i Hyunjina Lee. Ich praca była finansowana przez Program Wspólnego Grantu Inicjacyjnego pomiędzy Narodowym Uniwersytetem Technologicznym w Tajpej a Penn State, Departament Nauki i Mechaniki Inżynieryjnej, Instytut Badań Materiałowych oraz Instytuty Nauk o Życiu Hucka na Penn State.

Materiały o wysokiej przewodności, miękkie i rozciągliwe, mogą znacząco ulepszyć urządzenia noszone na ciele. Może to prowadzić do lepszych systemów monitorowania zdrowia, bardziej wydajnych miękkich robotów oraz lepszej elektroniki zintegrowanej ze skórą. Przy łatwiejszych metodach produkcji tych materiałów i niezawodnym działaniu, mogą one wkrótce stać się standardem w branży.

Uniwersytet Stanowy Pensylwanii opracował nowy materiał drukowany w 3D, który potrafi się samodzielnie zmontować i jest idealny do technologii noszonej. Ten materiał charakteryzuje się wysoką przewodnością, elastycznością i zdolnością do samodzielnego składania, co czyni go doskonałym wyborem dla nowoczesnych czujników i urządzeń. Otwiera on drogę do znaczących innowacji w takich dziedzinach jak opieka zdrowotna i robotyka.