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  • E-whiskers:Pesquisadores desenvolvem sensores táteis altamente sensíveis

    Uma matriz de sete e-bigodes colocados verticalmente foi usada para mapeamento 3D do vento por Ali Javey e seu grupo.

    (Phys.org) —Do mundo da nanotecnologia, obtivemos pele eletrônica, ou e-skin, e implantes oculares eletrônicos ou e-olhos. Agora estamos à beira dos bigodes eletrônicos. Pesquisadores do Berkeley Lab e da University of California (UC) Berkeley criaram sensores táteis a partir de filmes compostos de nanotubos de carbono e nanopartículas de prata semelhantes aos bigodes altamente sensíveis de gatos e ratos. Esses novos e-bigodes respondem à pressão tão leve quanto um único Pascal, sobre a pressão exercida sobre a superfície da mesa por uma nota de um dólar. Entre suas muitas aplicações potenciais está dar aos robôs novas habilidades para "ver" e "sentir" o ambiente ao seu redor.

    "Bigodes são sensores táteis semelhantes a cabelos usados ​​por certos mamíferos e insetos para monitorar o vento e contornar obstáculos em espaços apertados, "diz o líder desta pesquisa Ali Javey, um professor cientista na Divisão de Ciências de Materiais do Laboratório de Berkeley e um professor de engenharia elétrica e ciência da computação da UC Berkeley. "Nossos bigodes eletrônicos consistem em fibras elásticas de alta proporção revestidas com filmes compostos condutores de nanotubos e nanopartículas. Em testes, esses bigodes eram 10 vezes mais sensíveis à pressão do que todos os sensores de pressão capacitivos ou resistivos relatados anteriormente. "

    Javey e seu grupo de pesquisa são líderes no desenvolvimento de e-skin e outros dispositivos eletrônicos flexíveis que podem interagir com o meio ambiente. Neste último esforço, eles usaram uma pasta de nanotubo de carbono para formar uma matriz de rede eletricamente condutora com excelente flexibilidade. Para essa matriz de nanotubo de carbono eles carregaram uma fina película de nanopartículas de prata que dotou a matriz de alta sensibilidade à deformação mecânica.

    "A sensibilidade à deformação e resistividade elétrica de nosso filme composto é prontamente ajustada mudando a proporção da composição dos nanotubos de carbono e as nanopartículas de prata, "Javey diz." O composto pode então ser pintado ou impresso em fibras elásticas de alta proporção para formar e-bigodes que podem ser integrados com diferentes sistemas interativos do usuário. "

    Javey observa que o uso de fibras elásticas com uma pequena constante de mola como o componente estrutural dos bigodes fornece grande deflexão e, portanto, alta tensão em resposta às menores pressões aplicadas. Como prova de conceito, ele e seu grupo de pesquisa usaram com sucesso seus e-whiskers para demonstrar o mapeamento 2D e 3D altamente preciso do fluxo do vento. No futuro, e-bigodes podem ser usados ​​para mediar a detecção tátil para o mapeamento espacial de objetos próximos, e também pode levar a sensores vestíveis para medir o batimento cardíaco e a taxa de pulso.

    "Nossos e-whiskers representam um novo tipo de rede de sensores táteis altamente responsivos para monitoramento em tempo real dos efeitos ambientais, "Javey diz." A facilidade de fabricação, peso leve e excelente desempenho de nossos e-whiskers devem ter uma ampla gama de aplicações para robótica avançada, interfaces de usuário homem-máquina, e aplicações biológicas. "

    Um artigo que descreve esta pesquisa foi publicado no Proceedings of the National Academy of Sciences . O artigo é intitulado "Bigodes eletrônicos altamente sensíveis baseados em nanotubos de carbono padronizados e filmes compostos de nanopartículas de prata." Javey é o autor correspondente. Os co-autores são Kuniharu Takei, Zhibin Yu, Maxwell Zheng, Hiroki Ota e Toshitake Takahashi.


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