Sensori wearable per tessuti conduttivi, con il silicone

Uno dei limiti alla diffusione dei dispositivi wearable "evoluti", che integrano sensori per raccogliere dati, è legato proprio ai sensori: realizzati con materiali rigidi, raramente si adattano bene ai movimenti di chi li indossa. Progettare sensori flessibili e in grado di integrarsi facilmente con i tessuti non è semplice, ora dal Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering arriva un approccio nuovo che promette di risolvere il problema.

I ricarcatori del Wyss hanno realizzato un sensore wearable inserendo uno strato di silicone tra due di tessuto conduttivo. Il silicone non è conduttivo, quindi inserirlo tra due strati di materiale conduttivo realizza una specie di condensatore. Quando al sensore viene applicata una forza che lo deforma, lo strato di silicone si allunga e diventa così più sottile, variando la capacità del condensatore. Questa si può misurare ed è quindi un indicatore della forza applicata al sensore stesso, cioè al tessuto.

L'importanza del progetto di ricerca del Wyss Institute è legata soprattutto al processo di produzione studiato per il sensore. Lo strato di silicone viene collegato al tessuto conduttivo usando altro silicone. Quando questo si secca, penetra le fibre del tessuto attaccandovisi saldamente. Inoltre il silicone e il tessuto operano in maniera complementare: il primo garantisce flessibilità e il ritorno alla forma iniziale una volta finita la deformazione, il secondo impedisce che il silicone si deformi troppo.

Questo processo permette la produzione di sensori wearable che hanno le stesse caratteristiche fisiche ed elettriche indipendentemente dalla loro forma. La ripetibilità delle caratteristiche è importante per far prevedere una produzione, se non di massa, quantomeno in numeri significativi.

I test portati avanti dai ricercatori dimostrano che il nuovo sensore ibrido ha caratteristiche adatte a realizzare wearable in grado di rilevare con precisione i movimenti del corpo umano. È infatti abbastanza preciso da rilevare movimenti anche piccoli (meno di mezzo millimetro) e con rapidità (reagisce in meno di tre decimi di secondo). Queste proprietà permettono di pensare a wearable per applicazioni sportive o medicali, ma anche ad applicazioni nel campo della robotica "soft".

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