Uma pele multissensorial à base de grafeno pode detectar em ambientes extremos onde outros sensores não podem ser usados
p O sistema tem resiliência para resistir a condições muito adversas, como temperaturas extremas, alta salinidade, pressão variável, radiação intensa, produtos químicos reativos e / ou alta umidade. Crédito:2020 KAUST
p Ambientes hostis que são inóspitos às tecnologias existentes agora podem ser monitorados usando sensores baseados em grafeno. Uma forma intrigante de carbono, grafeno compreende camadas de anéis hexagonais interconectados de átomos de carbono, uma estrutura que produz propriedades eletrônicas e físicas únicas com possibilidades para muitas aplicações. p "O grafeno foi projetado como um material milagroso há anos, mas sua aplicação em condições ambientais adversas era inexplorada, "diz Sohail Shaikh, quem desenvolveu os novos sensores, junto com Muhammad Hussain de KAUST.
p "As tecnologias de sensores existentes operam em uma gama muito limitada de condições ambientais, falhar ou se tornar não confiável se houver muito desvio, "Shaikh acrescenta.
p O novo sensor robusto depende de mudanças na resistência elétrica do grafeno em resposta à variação de temperatura, salinidade e acidez de uma solução medida como pH. O sistema tem potencial para monitorar variáveis adicionais, incluindo taxas de pressão e fluxo de água.
p Os pesquisadores apontam que a detecção de múltiplas variáveis pode ser incorporada em um único dispositivo, aumentando muito a sua utilidade.
p O grafeno é transferido para uma folha flexível de polímero de poliimida, e pode ser conectado a sistemas eletrônicos apropriados para coletar e transmitir os sinais de qualquer variável ambiental que esteja sendo monitorada. Os dados podem ser transmitidos sem fio usando a tecnologia Bluetooth padrão.
p A estrutura dos sensores de grafeno para pH (canto superior esquerdo), salinidade (parte inferior esquerda) e temperatura (direita). Crédito:2020 Shaikh &Hussain
p O maior avanço prático está na resiliência do sistema, que permite tolerar temperaturas de até 650 graus Celsius, alta salinidade, pressão variável, radiação intensa, produtos químicos reativos, alta umidade ou qualquer combinação dessas condições. Os sensores também podem oferecer vantagens em sensibilidade, por exemplo, alcançar um aumento de sensibilidade de 260% no sensor de temperatura em relação a uma alternativa existente.
p Como Hussain explica:"Nosso estudo é o primeiro a mostrar de forma decisiva as perspectivas do grafeno como um material de detecção para uma variedade de condições ambientais adversas."
p Aplicações prováveis do mundo real incluem o monitoramento das condições da água do oceano, fluidos corporais, a indústria de petróleo e gás, exploração espacial, e muitas situações envolvendo exposição a produtos químicos que danificariam os sensores existentes.
p A estrutura fina e a flexibilidade do sensor também o tornam adequado para uso em tecnologias vestíveis para mergulhadores e atletas, ou em aplicações médicas.
p Os pesquisadores acreditam que os desenvolvimentos contínuos que ligam os dispositivos eletrônicos às tecnologias da Internet das Coisas (IoT) e da Internet de Todas as Coisas (IoE) trarão muitas necessidades e oportunidades para seus sensores robustos e flexíveis.