Ny forskning: Flexibla keramiska sensorer för ökad känsla i medicin och mjukrobotik

StockholmKeramik förknippas ofta med att vara hårda, men ny forskning förändrar det. Forskare vid Empa, under ledning av Frank Clemens, utvecklar flexibla sensorer av keramik. Dessa nya sensorer kan upptäcka förändringar som tryck och temperatur, vilket gör dem användbara för medicinska enheter och mjuka robotar.

Keramik brukar betraktas som hårda och spröda material som framställs genom uppvärmning vid höga temperaturer. Clemens team har blandat in elastiska plastmaterial i keramiken för att göra materialet mer känsligt och böjligt. Med denna nya metod kan man skapa sensorer vars elektriska ledningsförmåga bara påverkas minimalt under belastning.

Dessa nya keramikmaterial har viktiga egenskaper som:

• Anpassningsbarhet: De kan formas till olika strukturer genom 3D-utskrift.
• Selektivitet: Forskare har lyckats justera sensorerna för att reagera på specifika stimuli, såsom tryck eller temperatur.
• Integration: Dessa sensorer används redan för att förbättra robotik och protes-teknik.

Flexibla keramer spelar en viktig roll i utvecklingen av bättre proteser. De kan integreras i konstgjorda händer för att hjälpa till med att känna beröring och registrera hur mycket kraft som används för att hålla ett föremål samt dess temperatur. Denna teknik förbättrar livskvaliteten för personer med proteser genom att erbjuda dem bättre kontroll och känsla.

Läs också:

Igår · 20:47

Marina maskars regenerativa krafter: Utforska vetenskapen bakom vävnadsförnyelse och medicinska framsteg

Clemens team samarbetade med ETH Zurich och Tokyos universitet för att utveckla en biohybridrobot. Robotens struktur består av mjuka keramiska material och artificiella muskler. Den använder kroppsäkra sensorer för att registrera rörelser. Denna innovation har potential att avsevärt förbättra interaktionen mellan människor och robotar när det gäller säkerhet.

Intelligenta mjuka keramer kan vara värdefulla inom olika branscher. När robotar blir mer använda är det viktigt att de kan samarbeta tryggt med människor. Mjuk keramik kan göra det möjligt för robotar att reagera mjukt vid beröring och därmed minska olycksrisken i delade miljöer.

Forskare strävar efter att öka känsligheten och anpassningsförmågan hos mjuka keramikssensorer genom att blanda nya keramiska material med plast. I framtiden kan robotik dra nytta av mer avancerade och smarta system tack vare keramikens speciella egenskaper som nu blivit mer flexibla och användbara.