Os pesquisadores relataram um sensor de toque nanoforce de alto desempenho e transparente, desenvolvendo um fino, flexível, e filme nanocompósito hierárquico transparente (HNC). A equipe de pesquisa diz que seu sensor apresenta simultaneamente todos os caracteres necessários para aplicação de nível industrial:alta sensibilidade, transparência, insensibilidade à flexão, e capacidade de fabricação.

Sensores de força de toque que reconhecem a localização e pressão de estímulos externos têm recebido atenção considerável para várias aplicações, como dispositivos vestíveis, visores flexíveis, e robôs humanóides. Por décadas, grandes quantidades de pesquisa e desenvolvimento têm sido dedicadas a melhorar a sensibilidade à pressão para realizar dispositivos de detecção de nível industrial. Contudo, permanece um desafio aplicar sensores de força de toque em aplicações flexíveis porque o desempenho de detecção está sujeito a mudanças e degradado por estresse mecânico induzido e deformação quando o dispositivo é dobrado.

Para superar esses problemas, a equipe de pesquisa se concentrou no desenvolvimento de sensores que não são de entreferro para romper com a tecnologia convencional, onde os sensores de toque de força precisam ter entreferro entre os eletrodos para alta sensibilidade e flexibilidade.

O sensor de toque de força sem entreferro proposto é baseado em um isolador nanocompósito transparente contendo nanopartículas de metal que podem maximizar a mudança de capacitância em dielétricos de acordo com a pressão, e um substrato nanograting que pode aumentar a transparência, bem como a sensibilidade, concentrando a pressão. Como resultado, a equipe conseguiu fabricar um produto altamente sensível, transparente, sensor de toque de força flexível que é mecanicamente estável contra pressão repetitiva.

Além disso, colocando os eletrodos de detecção no mesmo plano que o plano neutro, o sensor de força de toque pode operar, mesmo quando dobrado no raio da caneta esferográfica, sem mudanças nos níveis de desempenho.

O toque de força proposto também satisfez as considerações comerciais na produção em massa, como uniformidade de grandes áreas, reprodutibilidade da produção, e confiabilidade de acordo com a temperatura e uso a longo prazo.

Finalmente, a equipe de pesquisa aplicou o sensor desenvolvido a um dispositivo vestível de saúde com capacidade de monitoramento de pulso e detectou um pulso humano em tempo real. Além disso, a equipe de pesquisa confirmou com HiDeep, Inc. que um sensor de grande área de sete polegadas pode ser integrado a um smartphone comercial.