Los tejidos que contienen componentes electrónicos flexibles están apareciendo en muchos productos nuevos, como ropa con pantallas incorporadas y paneles solares. Más impresionante, estos tejidos pueden actuar como pieles electrónicas que pueden detectar su entorno y podrían tener aplicaciones en robótica y medicina protésica. Investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología King Abdullah (KAUST), Arabia Saudita, ahora han desarrollado hilos inteligentes que detectan la fuerza y ​​la ubicación de las presiones que se ejercen sobre ellos.

La mayoría de los sensores flexibles funcionan detectando cambios en las propiedades eléctricas de los materiales en respuesta a la presión, temperatura, humedad o presencia de gases. Las pieles electrónicas se construyen como matrices de varios sensores individuales. Actualmente, estos arreglos necesitan un cableado complejo y análisis de datos, que los hace demasiado pesados, grande o caro para la producción a gran escala.

Yanlong Tai y Gilles Lubineau de la División de Ciencias Físicas e Ingeniería de la Universidad han encontrado un enfoque diferente. Construyeron sus hilos inteligentes a partir de hilos de algodón recubiertos con capas de uno de los materiales milagrosos de la nanotecnología:nanotubos de carbono de pared simple (SWCNT).

"Los hilos de algodón son un material clásico para las telas, por lo que parecían una elección lógica, ", dijo Lubineau." También se sabe que las redes de nanotubos tienen propiedades piezorresistivas, lo que significa que su resistencia eléctrica depende de la presión aplicada ".

Los investigadores demostraron que sus hilos tenían menor resistencia cuando se sometían a tensiones mecánicas más fuertes. y de manera crucial, la amplitud del cambio de resistencia también dependía del grosor del recubrimiento SWCNT.

Estos hallazgos llevaron a los investigadores a su mayor avance:desarrollaron hilos de grosor gradual con una capa gruesa de SWCNT en un extremo que se estrechaba hacia una capa delgada en el otro extremo. Luego, al combinar hilos en pares, uno con espesor graduado y otro de espesor uniforme, los investigadores no solo pudieron detectar la fuerza de una carga de presión aplicada, sino también la posición de la carga a lo largo de los hilos.

"Nuestro sistema no es la primera tecnología que detecta tanto la fuerza como la posición de las presiones aplicadas, pero nuestra estructura graduada evita la necesidad de cableado de electrodos complicados, registro y análisis de datos pesados, "dijo Tai.

Los investigadores han utilizado sus hilos inteligentes para construir matrices bidimensionales y tridimensionales que detectan con precisión presiones similares a aquellas a las que las personas reales y los robots podrían estar expuestos.

"Esperamos que las pieles electrónicas fabricadas con nuestros hilos inteligentes puedan beneficiar a cualquier robot o prótesis médica en la que la detección de presión sea importante, como manos artificiales, "dijo Lubineau.