Il team del Prof. Chen Tao presso il Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering (NIMTE) dell'Accademia cinese delle scienze (CAS) ha sviluppato un sensore di flusso d'aria flessibile e autoadattativo abilitato da una membrana sottile bioispirata, che è mediato dall'effetto micromolla reversibile. Lo studio è stato pubblicato su Materiali funzionali avanzati .

I sensori di flusso d'aria basati su un meccanismo di deformazione meccanica hanno attirato sempre più attenzione grazie alla loro eccellente flessibilità e sensibilità. Però, fabbricare sensori di flusso d'aria altamente sensibili e autoadattativi tramite metodi facili e controllabili rimane una sfida.

Ispirato alla membrana dell'ala dei pipistrelli che mostra una capacità di rilevamento del flusso d'aria unica, i ricercatori del NIMTE hanno preparato grafene/nanotubi a parete singola (SWNT)-membrana Ecoflex (GSEM), che possono essere trasferiti arbitrariamente e successivamente adattarsi a diverse superfici piane/curvate e lisce/ruvide.

Grazie all'effetto micromolla reversibile, i ricercatori hanno sviluppato un sensore del flusso d'aria basato su GSEM altamente sensibile e autoadattativo.

Quando è stato applicato il flusso d'aria, la deformazione su microscala degli SWNT intercalari ha portato a una variazione significativa della resistenza di contatto, dotando il sensore di flusso d'aria basato su GSEM sviluppato con proprietà superiori incluso il limite di rilevamento della velocità del flusso d'aria ultrabasso (0,0176 m s-1), tempo di risposta rapido (~ 1,04 s) e tempo di ripristino (~ 1,28 s).

Come prova del concetto, il sensore del flusso d'aria basato su GSEM può essere impiegato per realizzare la manipolazione senza contatto. Tramite un controllo di soglia, è stato applicato a un sistema di finestre intelligenti per realizzare con successo i comportamenti intelligenti di apertura e chiusura.

Inoltre, i ricercatori hanno progettato una serie di sensori del flusso d'aria per differenziare l'ampiezza e la distribuzione spaziale dello stimolo del flusso d'aria applicato. Essendo integrato in un sistema modello di veicolo wireless, il sensore del flusso d'aria basato su GSEM può acquisire in modo sensibile le informazioni sulla velocità del flusso per realizzare la manipolazione in tempo reale della direzione del movimento.

Questo sistema di rilevamento del flusso d'aria basato sull'effetto micromolla mostra un grande potenziale nei campi dell'elettronica indossabile e della manipolazione intelligente senza contatto.