I bioingegneri dell'Imperial College di Londra hanno trovato un modo per creare dispositivi di rilevamento morbidi elastici e comprimibili legando la gomma ai componenti elettrici.

I sensori morbidi elastici e comprimibili che possono adattarsi alle parti del corpo o schiacciati nelle mani potrebbero essere utilizzati per applicazioni che includono sport e riabilitazione dopo un infortunio o un ictus. Per esempio, sensori di forza elettrica morbidi nella forma di una sfera di compressione potrebbero monitorare la riabilitazione di pazienti con lesioni alla mano o disturbi neurologici.

Sebbene tali sensori siano in fase di sviluppo da molto tempo, nessuno è arrivato sul mercato perché non possono essere facilmente integrati con componenti elettronici, come i fili, chip per computer e batterie necessari per raccogliere, elaborare e inviare i dati raccolti dal sensore.

Ora, un team di ricercatori dell'Imperial ha inventato un modo per legare i materiali morbidi elastici e sensibili alla forza ai componenti elettrici. Hanno sviluppato un legame così forte che la gomma elastica stessa si rompe prima del legame tra i due diversi materiali.

I loro risultati sono pubblicati in Materiali e interfacce applicati ACS .

Primo autore Michael Kasimatis, dal Dipartimento di Bioingegneria dell'Imperial, ha dichiarato:"Speriamo che questo metodo ci permetta di realizzare sensori morbidi a basso costo che siano affidabili e portatili, che può essere utilizzato per monitorare la salute delle persone nelle proprie case.

"Tali sensori potrebbero essere accoppiati con un dispositivo mobile, come uno smartphone, in modo che i dati che generano possano essere facilmente elaborati e archiviati sul cloud, che è importante per le applicazioni nell'assistenza sanitaria digitale."

In precedenza, gli scienziati avevano provato a legare il sensibile alla forza, gomme conduttive con componenti elettrici mediante adesivi, che spesso si staccava quando veniva tirato, o utilizzando fascette metalliche, che potrebbe strappare il materiale elastico.

Il nuovo metodo utilizza invece piccoli pezzi di silicio rivestito di metallo, che creano un legame chimico con la gomma elastica e comprimibile. I contatti in silicone sono lisci su un lato, dove si legano alla gomma, e snocciolato e placcato con rame dall'altro lato, quindi cavi o altri componenti elettrici possono essere facilmente collegati tramite metodi convenzionali come la saldatura.

Il team ha dimostrato come il loro metodo di incollaggio può resistere alle sollecitazioni dello stiramento e lo ha anche testato in alcuni prototipi di sensori che potrebbero essere utilizzati nell'assistenza sanitaria e nella riabilitazione.

Per esempio, hanno creato un monitor respiratorio indossabile, una fascia per le gambe per il monitoraggio dell'esercizio e una squeezy ball per il monitoraggio della riabilitazione della mano.

Capo ricercatore Dr. Firat Güder, dal Dipartimento di Bioingegneria dell'Imperial, ha dichiarato:"Avendo dimostrato con successo come questo nuovo approccio di incollaggio potrebbe funzionare ed essere applicato nei prototipi di laboratorio, ora vogliamo togliere questa tecnologia dal laboratorio e renderla disponibile a tutti".

Il team è attualmente alla ricerca di partner e finanziatori per aiutare a tradurre e far progredire la tecnologia.

"Contatti Si-Cu nanoporosi saldati monolitici per sensori compositi in silicone estensibile" di Kasimatis, Michael; Nunez-Bajo, Estefania; Grell, massimo; Cotur, Yasin; Barandun, giandrino; Kim, Ji-Seon; e Guder, firato, è pubblicato in Materiali e interfacce applicati ACS .