En avances recientes, se han desarrollado sensores de presión flexibles para imitar la sensibilidad de la piel humana, lo que beneficia significativamente campos como las tecnologías interactivas, el control de la salud y la robótica. Estas innovaciones aprovechan una variedad de estrategias microestructurales, incluidas estructuras piramidales, de cúpula, arrugadas y en capas, para mejorar la sensibilidad y la durabilidad. A pesar de su potencial, los diseños actuales suelen implicar procesos de fabricación complejos.
Para abordar estos desafíos, los nuevos enfoques tienen como objetivo simplificar la fabricación de sensores y al mismo tiempo ampliar sus capacidades de detección de presión y tolerancia al estrés, ampliando los límites de la tecnología de sensores hacia aplicaciones más eficientes y versátiles.
Un nuevo estudio publicado en la revista Microsystems &Nanoengineering presentó un sensor de presión flexible de vanguardia reconocido por su notable resistencia al estrés ultra alto. Este avance tecnológico aprovecha el poder de las microrendijas periódicas integradas en una mezcla compuesta de MW-CNT y polidimetilsiloxano (PDMS), lo que marca un avance significativo en las capacidades de los sensores.
Esta novedosa configuración mejora significativamente la capacidad del sensor para soportar presiones extremas, con pruebas experimentales que demuestran una tolerancia al estrés de 400 kPa y proyecciones teóricas que alcanzan hasta 2,477 MPa. Además, este diseño logra una sensibilidad notable de 18,092 kPa −1 , estableciendo un nuevo estándar para el rendimiento del sensor de presión.
La integración de microranuras facilita una deformación sustancial bajo alta presión, ampliando el rango operativo del sensor y evitando al mismo tiempo las complejidades de los procesos tradicionales de moldeo y desmolde. Este atributo, junto con la relación óptima MW-CNT/PDMS, garantiza múltiples puntos de contacto sucesivos dentro de la película de detección y entre las celdas de detección periódicas cuando están bajo carga.
Estas características en conjunto mejoran la eficacia del sensor, permitiendo aplicaciones que van desde monitoreo de la dirección del viento hasta monitoreo de salud de alto riesgo y detección de carga de vehículos.
Según el investigador principal, "esta innovadora estrategia de microranuras no solo simplifica el proceso de fabricación del sensor, sino que también amplía significativamente su rango de aplicaciones, desde el control del estado hasta aplicaciones de detección de presión ultraalta, como la detección de carga de vehículos".
La tolerancia y sensibilidad al alto estrés del sensor tienen enormes implicaciones en varios sectores, incluida la robótica, el control de la salud y la industria automotriz. Su capacidad para detectar cambios mínimos de presión abre nuevas posibilidades para los dispositivos de control de la salud no invasivos.
Más información: Song Wang et al, Sensores de presión flexibles con tolerancia al estrés ultraalta habilitada por microrendijas periódicas, Microsistemas y nanoingeniería (2024). DOI:10.1038/s41378-023-00639-4
Información de la revista: Microsistemas y Nanoingeniería
Proporcionado por la Academia China de Ciencias
