La tecnologia di rilevamento medico ha fatto passi da gigante negli ultimi anni, con lo sviluppo di dispositivi indossabili in grado di monitorare il polso, funzione cerebrale, biomarcatori nel sudore e altro ancora. Però, c'è un grosso problema con i sensori di pressione indossabili esistenti:anche la minima quantità di pressione, qualcosa di leggero come una maglietta attillata a maniche lunghe sopra un sensore, può buttarli fuori strada.

Gli ingegneri del Texas hanno risolto questo problema, che da anni tormenta il campo. E lo hanno fatto innovando un primo approccio di rilevamento ibrido che consente al dispositivo di possedere le proprietà dei due tipi predominanti di sensori in uso oggi.

"Il campo dei sensori di pressione flessibili è estremamente affollato, e dopo due decenni abbiamo incontrato un collo di bottiglia perché nessuno riusciva a risolvere il compromesso tra pressione e sensibilità, " disse Nanshu Lu, professore associato presso il Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale e Ingegneria Meccanica e corrispondente autore della nuova ricerca pubblicata oggi in Materiale avanzato . "Questo è il primo sensore in grado di sfruttare una nuova modalità ibrida per resistere alla pressione senza un significativo decadimento della sensibilità".

I sensori di pressione morbida oggi sono generalmente costituiti da tre strati:uno strato di rilevamento deformabile inserito tra una coppia di elettrodi. Questi sensori generalmente rientrano in una delle due categorie:piezo-capacitivi e piezo-resistivi.

Il team di Lu ha utilizzato un nanocomposito elettricamente conduttivo e altamente poroso come strato di rilevamento e ha aggiunto uno strato isolante extra al sensore, che gli ha dato le capacità di entrambi i tipi di sensori. Questo nuovo rilevamento ibrido è ciò che gli consente di resistere meglio alla pressione.

I sensori tipici sperimentano un calo di sensibilità di 10 volte quando si verifica una pressione oltre un leggero tocco. Questo sensore, applicato sulla fronte del soggetto del test, è stato in grado di resistere alla pressione di un visore per realtà virtuale aderente sopra di esso con una perdita minima di sensibilità. La pressione può non solo causare una perdita di precisione in molti sensori, ma può smussare del tutto la capacità di fornire una lettura.

"Mentre applichiamo una pressione esterna, la sensibilità cala, ma è ancora alla pari con altri sensori a pressione zero, " disse Lu, che ha incarichi anche nel Dipartimento di Ingegneria Elettrica e Informatica, Walker Dipartimento di Ingegneria Meccanica, Dipartimento di Ingegneria Biomedica e Texas Materials Institute di UT Austin.

Lu è stato a lungo un pioniere in questo campo di rilevamento, principalmente attraverso la sua tecnologia di tatuaggio elettronico, una serie di dispositivi così leggeri ed estensibili da poter essere posizionati sul cuore, il cervello, o il muscolo per lunghi periodi con poco o nessun disagio.

Ma, Lu ha visioni ancora più grandiose per questi sensori e tatuaggi elettronici. Sta lavorando su come consentire al materiale del sensore di essere avvolto attorno a quasi tutti gli oggetti e dargli la sensibilità della pelle umana. L'applicazione più ovvia è avvolgerlo attorno a mani e dita robotiche per dare loro la capacità di riconoscere gli oggetti toccandoli. Ma ci sono molte altre cose che potrebbe fare.

"Le applicazioni potrebbero essere illimitate, " Lu ha detto. "Estendibile, L'e-skin potrebbe essere avvolta attorno a quasi tutti gli oggetti."