Terobosan Sensor Tekanan Lembut Menyelesaikan Bidang Hambatan yang Paling Menantang

Teknologi penginderaan medis telah mengambil langkah besar dalam beberapa tahun terakhir, dengan pengembangan perangkat yang dapat dikenakan yang dapat melacak denyut nadi, fungsi otak, biomarker dalam keringat, dan banyak lagi. Namun, ada satu masalah besar dengan sensor tekanan yang dapat dikenakan yang ada:tekanan sekecil apa pun, seringan baju lengan panjang yang ketat di atas sensor, dapat membuat sensor keluar jalur.

Insinyur Texas telah memecahkan masalah ini, yang telah mengganggu lapangan selama bertahun-tahun sekarang. Dan mereka melakukannya dengan berinovasi pendekatan penginderaan hibrida pertama yang memungkinkan perangkat memiliki sifat dari dua jenis sensor utama yang digunakan saat ini.

Bidang sensor tekanan fleksibel sangat ramai, dan setelah dua dekade kami mengalami kemacetan karena tidak ada yang bisa menyelesaikan tradeoff antara tekanan dan sensitivitas, "kata Nanshu Lu, seorang profesor di Departemen Teknik Dirgantara dan Mekanika Teknik. sensor pertama yang mampu memanfaatkan mode hybrid baru untuk menahan tekanan tanpa penurunan sensitivitas yang signifikan."

Sensor tekanan lunak saat ini umumnya terbuat dari tiga lapisan — lapisan penginderaan yang dapat dideformasi yang diapit di antara sepasang elektroda. Sensor ini umumnya termasuk dalam salah satu dari dua kategori — piezo-kapasitif dan piezo-resistif.

Tim Lu menggunakan nanokomposit yang konduktif secara elektrik dan sangat berpori sebagai lapisan penginderaan dan menambahkan lapisan isolasi tambahan ke sensor, yang memberikan kemampuan kedua jenis sensor tersebut. Penginderaan hibrida baru inilah yang memungkinkannya menahan tekanan dengan lebih baik.

"Saat kami menerapkan tekanan eksternal, sensitivitas turun, tetapi masih setara dengan sensor lain pada tekanan nol," kata Lu.

Lu telah lama menjadi pelopor dalam bidang penginderaan ini, terutama melalui teknologi tato elektroniknya — serangkaian perangkat yang sangat ringan dan dapat diregangkan sehingga dapat ditempatkan di jantung, otak, atau otot untuk waktu yang lama dengan sedikit atau tanpa ketidaknyamanan.

Sekarang dia sedang mengerjakan cara untuk memungkinkan bahan sensor melilit hampir semua objek dan memberikan sensitivitas kulit manusia. Aplikasi yang paling jelas adalah membungkusnya di sekitar tangan dan jari robot untuk memberi mereka kemampuan mengenali objek dengan menyentuhnya. Tapi ada banyak hal lain yang bisa dilakukan. "Aplikasinya bisa tidak terbatas," kata Lu. "Merenggang, e-skin bisa dililitkan ke hampir semua benda."