Nowe czujniki samoorganizujące się: przyszłość technologii noszonej dzięki wysokiej przewodności.

WarsawNaukowcy z Penn State stworzyli nowy materiał przeznaczony do technologii noszonej, miękkich robotów oraz urządzeń medycznych. Ten materiał charakteryzuje się miękkością, elastycznością i zdolnością do samodzielnego formowania się. Zaprojektowano go tak, aby przypominał tkanki i organy.

Kluczowe cechy:

• Bardzo dobrze przewodzący
• Miękki i elastyczny
• Samoczynnie się składa bez dodatkowej aktywacji
• Możliwość druku 3D

Nowy materiał składa się z ciekłego metalu, przewodzącego polimeru o nazwie PEDOT:PSS oraz rodzaju poliuretanu, który ma właściwości hydrofilowe. Podczas drukowania i podgrzewania, cząsteczki ciekłego metalu znajdujące się na spodzie tworzą ścieżkę przewodzącą prąd elektryczny. Cząsteczki na górnej warstwie przekształcają się w warstwę izolacyjną, aby zapobiec wyciekom sygnałów.

Tao Zhou, adiunkt w dziedzinie nauk ścisłych i inżynierii na Uniwersytecie Stanowym Pensylwanii, zwrócił uwagę na problemy związane z wcześniejszymi metodami. Wcześniejsze podejścia, wykorzystujące przewodniki oparte na ciekłym metalu, wymagały dodatkowych kroków, takich jak rozciąganie lub użycie laserów do ich aktywacji. Te dodatkowe etapy często prowadziły do awarii urządzeń i komplikowały cały proces.

Nowa metoda opracowana przez zespół z Penn State usuwa zbędne etapy. Materiał z natury charakteryzuje się wysoką przewodnością. To udoskonalenie sprawia, że urządzenia noszone są bardziej niezawodne i łatwiejsze do wyprodukowania.

Zobacz również:

Dzisiaj · 07:58

Technologia ASR dla osób z chorobą Parkinsona zyskuje precyzję

Warstwa przewodząca odgrywa kluczową rolę w prawidłowym zbieraniu danych. Jest przydatna do takich zastosowań jak rejestrowanie ruchów mięśni czy pomiar napięcia w ciele. Warstwa izolacyjna zapobiega wyciekom sygnałów, zapewniając, że dane są dokładne.

Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie Advanced Materials. Badania zostały przeprowadzone również przez doktorantów Salahuddina Ahmeda, Marzię Momin, Jiashu Rena oraz Hyunjin Lee. Prace te były wspierane przez Program Wspólnych Grantów Seedowych między Narodowym Uniwersytetem Technologicznym w Tajpej a Penn State University.

Zhou podkreślił, że materiał można drukować w 3D. Ułatwia to tworzenie spersonalizowanych urządzeń do różnych zastosowań. Zespół koncentruje się głównie na technologii pomagającej osobom z niepełnosprawnościami.

Nowy materiał rozwiązuje wiele problemów, które występowały w starszych metodach. Dobrze przewodzi prąd i działa niezawodnie bez konieczności dodatkowych zabiegów. To odkrycie może zrewolucjonizować urządzenia ubieralne oraz sprzęt medyczny. Zespół z Penn State nadal bada jego potencjalne zastosowania.