p Usando lápis de grafite para desenhar em papel normal, os pesquisadores podem fazer alguns sensores piezoresistivos (PZR) muito baratos. Devido ao efeito piezoresistivo, a resistência de um sensor muda sob uma tensão aplicada, permitindo sentir o estresse mecânico e a pressão. O primeiro desses sensores PZR lápis sobre papel foi fabricado há alguns anos como uma alternativa aos sensores PZR de silício, que são caros e requerem processos de fabricação sofisticados. p "Os sensores PZR podem ser desenhados por qualquer pessoa com um lápis de grafite e papel, "Ting-Kuo Kang, um pesquisador da Universidade Cheng Shiu na cidade de Kaohsiung, Taiwan, contado Phys.org .

p Embora os sensores PZR de grafite sejam muito mais fáceis de fabricar do que os de silício, eles geralmente não são tão sensíveis porque as propriedades elétricas do grafite não são tão boas quanto as do silício. Em um novo estudo publicado em Cartas de Física Aplicada , Kang investigou ainda mais os mecanismos subjacentes das propriedades PZR da grafite e melhorou a sensibilidade dos sensores PZR baseados em grafite.

p A sensibilidade de PZR é caracterizada pelo fator de medição (GF), que é definido como a razão entre a mudança na resistência elétrica e a deformação aplicada. Embora os sensores PZR de silício tenham GFs acima de 100, os GFs dos sensores PZR de grafite estão em um único dígito.

p Em experimentos, Kang usou 12 tipos diferentes de lápis de grafite para desenhar sensores PZR em forma de U no papel. Os lápis são classificados por sua proporção de grafite para argila. As notas variaram de 9B a 2H, onde H denota a dureza causada pelo conteúdo de argila do lápis, e B denota a escuridão devido ao conteúdo de grafite.

p Os sensores foram desenhados em papel colocado em uma balança elétrica para medir e manter uma força de tração consistente para cada sensor desenhado a lápis. Os desenhos foram então colados em tiras de placa de circuito impresso (PCB), e um medidor de tensão montado em cada tira de PCB. Em seguida, Kang aplicou ciclos de tensão ao sensor usando uma técnica de flexão de quatro pontos, e mediu a mudança de tensão do sensor sob o estresse aplicado por meio de um circuito elétrico.

p Ele descobriu que diferentes graus de lápis produzem diferentes valores de GF, e, portanto, diferentes sensibilidades de PZR. Especificamente, quanto maior a proporção de argila para grafite, quanto maior for a mudança na resistência sob o estresse aplicado, e quanto maior o GF.

p Kang explica que essas diferenças podem ser atribuídas a variações nas distâncias iniciais de tunelamento entre grafite vizinha, com um aumento na distância de tunelamento correspondendo a um aumento em GF.

p "O efeito de tunelamento da grafite é de uma grafite através do isolador de argila para outra grafite, "Kang disse." A estrutura do túnel parece um metal isolante. "

p Atualmente, Sensores PZR feitos de silício são usados ​​como sensores de pressão, acelerômetros, e sensores biológicos, entre outras aplicações. À medida que a sensibilidade dos sensores PZR de grafite desenhados a lápis continua a melhorar, eles também podem ser usados ​​para essas aplicações. Kang também planeja desenvolver aplicativos de sensores flexíveis e descartáveis ​​usando técnicas de lápis sobre papel. p © 2014 Phys.org. Todos os direitos reservados.