(Phys.org) —Dal mondo della nanotecnologia abbiamo ottenuto la pelle elettronica, o e-skin, e impianti oculari elettronici o e-eyes. Ora siamo sull'orlo dei baffi elettronici. I ricercatori del Berkeley Lab e dell'Università della California (UC) Berkeley hanno creato sensori tattili da pellicole composite di nanotubi di carbonio e nanoparticelle d'argento simili ai baffi altamente sensibili di gatti e ratti. Questi nuovi e-baffi rispondono alla pressione leggera come un singolo Pascal, sulla pressione esercitata sulla superficie di un tavolo da una banconota da un dollaro. Tra le loro numerose potenziali applicazioni c'è quella di dare ai robot nuove capacità di "vedere" e "sentire" l'ambiente circostante.

"I baffi sono sensori tattili simili a peli usati da alcuni mammiferi e insetti per monitorare il vento e aggirare gli ostacoli in spazi ristretti, " dice il leader di questa ricerca Ali Javey, uno scienziato della facoltà nella divisione di scienze dei materiali del Berkeley Lab e un professore di ingegneria elettrica e informatica alla UC Berkeley. "I nostri baffi elettronici sono costituiti da fibre elastiche ad alto rapporto d'aspetto rivestite con film compositi conduttivi di nanotubi e nanoparticelle. Nei test, questi baffi erano 10 volte più sensibili alla pressione rispetto a tutti i sensori di pressione capacitivi o resistivi riportati in precedenza".

Javey e il suo gruppo di ricerca sono stati leader nello sviluppo di e-skin e altri dispositivi elettronici flessibili in grado di interfacciarsi con l'ambiente. In questo ultimo sforzo, hanno usato una pasta di nanotubi di carbonio per formare una matrice di rete elettricamente conduttiva con un'eccellente piegabilità. In questa matrice di nanotubi di carbonio hanno caricato un film sottile di nanoparticelle d'argento che ha dotato la matrice di un'elevata sensibilità alle sollecitazioni meccaniche.

"La sensibilità alla deformazione e la resistività elettrica del nostro film composito possono essere facilmente regolate modificando il rapporto di composizione dei nanotubi di carbonio e delle nanoparticelle d'argento, " Dice Javey. "Il composito può quindi essere dipinto o stampato su fibre elastiche ad alto rapporto di aspetto per formare baffi elettronici che possono essere integrati con diversi sistemi interattivi per l'utente".

Javey nota che l'uso di fibre elastiche con una piccola costante elastica come componente strutturale dei baffi fornisce una grande deflessione e quindi un'elevata deformazione in risposta alle più piccole pressioni applicate. Come prova di concetto, lui e il suo gruppo di ricerca hanno usato con successo i loro baffi elettronici per dimostrare una mappatura 2D e 3D altamente accurata del flusso del vento. Nel futuro, i baffi elettronici potrebbero essere utilizzati per mediare il rilevamento tattile per la mappatura spaziale degli oggetti vicini, e potrebbe anche portare a sensori indossabili per misurare il battito cardiaco e la frequenza cardiaca.

"I nostri e-baffi rappresentano un nuovo tipo di reti di sensori tattili altamente reattivi per il monitoraggio in tempo reale degli effetti ambientali, " dice Javey. "La facilità di fabbricazione, il peso leggero e le prestazioni eccellenti dei nostri e-baffi dovrebbero avere una vasta gamma di applicazioni per la robotica avanzata, interfacce utente uomo-macchina, e applicazioni biologiche."

Un articolo che descrive questa ricerca è stato pubblicato nel Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze . Il documento è intitolato "Baffi elettronici altamente sensibili basati su nanotubi di carbonio modellati e pellicole composite di nanoparticelle d'argento". Javey è l'autore corrispondente. I coautori sono Kuniharu Takei, Zhibin Yu, Maxwell Zheng, Hiroki Ota e Toshitake Takahashi.