Sensor ultra-sensível e resiliente para têxteis inteligentes

Se os têxteis inteligentes do futuro sobreviverem, seus componentes precisarão ser resilientes. Pesquisadores desenvolveram um sensor de deformação ultrassensível e resiliente que pode ser incorporado em tecidos e sistemas robóticos macios.

Os pesquisadores criaram um design que se parece e se comporta muito como um Slinky – um cilindro sólido de metal rígido que, quando modelado em forma de espiral, se torna elástico. Os pesquisadores começaram com um material a granel rígido – neste caso, fibra de carbono – e o modelaram de tal forma que o material se tornasse elástico. O padrão é conhecido como meandro serpentino porque seus altos e baixos agudos lembram o deslizar de uma cobra. As fibras de carbono condutoras padronizadas são então ensanduichadas entre dois substratos elásticos pré-tensionados.

A condutividade elétrica geral do sensor muda à medida que as bordas da fibra de carbono padronizada saem de contato umas com as outras, semelhante à maneira como as espirais individuais de um Slinky saem de contato umas com as outras quando você puxa as duas extremidades. Este processo acontece mesmo com pequenas quantidades de tensão, que é a chave para a alta sensibilidade do sensor.

Ao contrário dos atuais sensores elásticos altamente sensíveis que dependem de materiais exóticos como silício ou nanofios de ouro, este sensor não requer técnicas especiais de fabricação ou mesmo uma sala limpa. Pode ser feito usando qualquer material condutor. Os pesquisadores testaram a resiliência do sensor esfaqueando-o com um bisturi, batendo com um martelo, atropelando-o com um carro e jogando-o em uma máquina de lavar 10 vezes. O sensor saiu ileso de cada teste.

Para demonstrar sua sensibilidade, os pesquisadores incorporaram o sensor em uma manga de tecido e pediram a um participante que fizesse diferentes gestos com a mão, incluindo o punho, a palma da mão aberta e o movimento de beliscar. Os sensores detectaram as pequenas mudanças no músculo do antebraço do sujeito através do tecido e um algoritmo de aprendizado de máquina conseguiu classificar esses gestos com sucesso. Essa manga pode ser usada em tudo, desde simulações de realidade virtual e roupas esportivas até diagnósticos clínicos de doenças neurodegenerativas, como a doença de Parkinson.

Outro aspecto que diferencia a tecnologia é o baixo custo dos materiais constituintes e métodos de montagem. Os pesquisadores estão explorando como o sensor pode ser integrado ao vestuário devido à interface íntima com o corpo humano que ele fornece. O sensor pode fazer medições biomecânicas e fisiológicas ao longo do dia de uma pessoa, o que não é possível com as abordagens atuais.

Assista a uma demonstração do sensor na Tech Briefs TV aqui. Para mais informações, entre em contato com Leah Burrows em Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você precisa habilitar o JavaScript para visualizá-lo.; 617-496-1351.