Sensor ultrasensible y resistente para textiles inteligentes

Si los textiles inteligentes del futuro van a sobrevivir, sus componentes deberán ser resistentes. Los investigadores han desarrollado un sensor de deformación resistente y ultrasensible que puede integrarse en textiles y sistemas robóticos blandos.

Los investigadores crearon un diseño que se parece y se comporta de manera muy parecida a un Slinky:un cilindro sólido de metal rígido que, cuando se modela en forma de espiral, se vuelve estirable. Los investigadores comenzaron con un material a granel rígido, en este caso fibra de carbono, y lo modelaron de tal manera que el material se vuelve estirable. El patrón se conoce como un meandro serpentino porque sus agudos altibajos se asemejan al deslizamiento de una serpiente. Luego, las fibras de carbono conductivas estampadas se intercalan entre dos sustratos elásticos pretensados.

La conductividad eléctrica general del sensor cambia a medida que los bordes de la fibra de carbono estampada se desconectan entre sí, de forma similar a como las espirales individuales de un Slinky se desconectan cuando tiras de ambos extremos. Este proceso ocurre incluso con pequeñas cantidades de tensión, que es la clave de la alta sensibilidad del sensor.

A diferencia de los actuales sensores estirables altamente sensibles que se basan en materiales exóticos como nanocables de silicio o de oro, este sensor no requiere técnicas de fabricación especiales ni siquiera una sala limpia. Se puede fabricar con cualquier material conductor. Los investigadores probaron la resistencia del sensor apuñalándolo con un bisturí, golpeándolo con un martillo, atropellándolo con un automóvil y arrojándolo a la lavadora 10 veces. El sensor salió ileso de cada prueba.

Para demostrar su sensibilidad, los investigadores incrustaron el sensor en una funda de tela para el brazo y le pidieron a un participante que hiciera diferentes gestos con la mano, incluidos el puño, la palma abierta y el movimiento de pellizco. Los sensores detectaron los pequeños cambios en el músculo del antebrazo del sujeto a través de la tela y un algoritmo de aprendizaje automático pudo clasificar con éxito estos gestos. Tal manga podría usarse en todo, desde simulaciones de realidad virtual y ropa deportiva, hasta diagnósticos clínicos para enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad de Parkinson.

Otro aspecto que diferencia a la tecnología es el bajo costo de los materiales que la componen y los métodos de ensamblaje. Los investigadores están explorando cómo se puede integrar el sensor en la ropa debido a la interfaz íntima que proporciona con el cuerpo humano. El sensor podría realizar mediciones biomecánicas y fisiológicas a lo largo del día de una persona, lo que no es posible con los enfoques actuales.

Vea una demostración del sensor en Tech Briefs TV aquí. Para obtener más información, comuníquese con Leah Burrows en Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Necesita habilitar JavaScript para verlo.; 617-496-1351.