Il monitoraggio della salute in tempo reale e le capacità di rilevamento dei robot richiedono componenti elettronici morbidi, ma l’utilizzo di tali materiali pone il problema dell’affidabilità. A differenza di quelli rigidi, i materiali elastici e i sensori flessibili forniscono prestazioni prestazioni meno ripetibili. La variazione di affidabilità che ne deriva è nota come isteresi.
I nuovi sensori flessibili offrono maggior affidabilità
Basandosi sulla teoria della meccanica di contatto, un team di ricercatori della National University of Singapore (NUS) ha ideato un nuovo materiale per sensori che presenta un’isteresi sensibilmente inferiore. Questa capacità consente di sviluppare dispositivi sanitari indossabili più precisi e un rilevamento robotico più accurato. Il team di ricerca, guidato dall’assistente universitario Benjamin Tee dell’Institute for Health Innovation & Technology del NUS, ha pubblicato i suoi risultati sulla prestigiosa rivista Proceedings of the National Academy of Sciences lo scorso 28 settembre.
Quando i materiali morbidi vengono utilizzati come sensori di compressione, di solito devono affrontare gravi problemi di isteresi. Le proprietà del materiale del sensore morbido possono cambiare tra un contatto e l’altro, il che influisce sull’affidabilità dei dati. Ciò rende difficile ottenere ogni volta letture accurate, limitando le possibili applicazioni dei sensori.
La svolta che il gruppo di ricerca ha raggiunto è l’invenzione di un materiale che dispone di un’elevata sensibilità, ma che fornisce prestazioni pressoché prive di isteresi. Gli scienziati hanno sviluppato un processo per rompere pellicole sottili di metallo, creando un motivo ad anelli che si deposita su un materiale flessibile chiamato polidimetilsilossano (PDMS).
Il team ha integrato questa pellicola in metallo e PDMS con elettrodi e substrati per ottenere un sensore piezoresistivo, del quale ha definito le prestazioni. Gli scienziati hanno condotto ripetuti test meccanici e hanno verificato che questa innovazione migliorava le prestazioni del sensore. La loro invenzione, denominata Tactile Resistive Annularly Cracked E-Skin, o TRACE, si è rivelata cinque volte migliore dei materiali morbidi convenzionali.
Ph. credits: National University of Singapore
