Projetos de acelerômetros e giroscópios baseados em fita de nanotubos de carbono

O Centro de Vôo Espacial Marshall da NASA desenvolveu projetos para dois sensores de movimento e posição de sistemas microeletromecânicos (MEMS):um acelerômetro de eixo único e um giroscópio. Os projetos utilizam uma fita de nanotubos de carbono multiparede altamente alinhada (MWCNT) com uma matriz P(VDF-TrFE) que é mecanicamente robusta e possui excelentes propriedades piezoelétricas como elemento sensor e atuador.

O uso de fita CNT em um giroscópio é possibilitado por melhorias recentes no processamento de CNT que produzem CNTs mais longos e mais alinhados. O uso de CNTs torna o acelerômetro e os giroscópios mais fortes e robustos, sem aumentar seu tamanho ou peso. A principal vantagem, em comparação com os sensores de silicone (Si) e quartzo, é a fabricação mais fácil que não requer usinagem.

O acelerômetro da NASA foi projetado para resolver as deficiências dos acelerômetros convencionais baseados em piezoelétricos que são feitos de materiais cerâmicos, como titanato de bário (BaTiO₃ ) ou titanato de chumbo (PZT). Esses materiais são inerentemente frágeis, tendem a ser ruidosos, têm dificuldade em detectar baixas frequências, estão sujeitos ao acúmulo de carga estática que afeta a polarização e são relativamente grandes e caros. O recurso exclusivo da inovação da NASA é o uso de fita de nanotubos de carbono/P(VDF-TrFE) como elemento de atuação e detecção.

O novo acelerômetro atua como um sistema massa-mola. Há uma massa em movimento entre paredes fixas e presas a duas fitas CNT em ambos os lados. A massa é deslocada ao longo de um único eixo quando uma força aplicada atua sobre a massa. Este sensor usa uma fita como atuador para amortecer o movimento da massa em movimento, enquanto a outra fita é usada para detectar o deslocamento da massa.

O acelerômetro de eixo único pode ser usado sozinho ou como base para um giroscópio de dois eixos. A fita CNT é usada como elemento vibratório no giroscópio. O design do giroscópio da NASA abrange três configurações:fita CNT enrolada em torno do rotor condutor do giroscópio, a mesma fita CNT em camadas com material piezo para formar uma forma de rotor e fita CNT pulverizada piezo usada como rotor.

A NASA está buscando ativamente licenciados para comercializar esta tecnologia. Entre em contato com Sammy Nabors em Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você precisa habilitar o JavaScript para visualizá-lo. ou 256-544-5226 para iniciar discussões de licenciamento. Siga este link aqui Para maiores informações.