Es una forma completamente nueva de pensar acerca de los sensores. Las pequeñas fibras desarrolladas en EPFL están hechas de elastómero y pueden incorporar materiales como electrodos y polímeros nanocompuestos. Las fibras pueden detectar incluso la más mínima presión y tensión y pueden resistir la deformación de cerca de 500% antes de recuperar su forma inicial. Todo eso los hace perfectos para aplicaciones en ropa y prótesis inteligentes, y para crear nervios artificiales para robots.
Las fibras se desarrollaron en el Laboratorio de Materiales Fotónicos y Dispositivos de Fibra FIMAP de EPFL, dirigido por Fabien Sorin en la Escuela de Ingeniería. Los científicos idearon un método rápido y fácil para incrustar diferentes tipos de microestructuras en fibras superelásticasPor ejemplo, al agregar electrodos en ubicaciones estratégicas, convirtieron las fibras en sensores ultrasensibles. Además, su método puede usarse para producir cientos de metros de fibra en un corto período de tiempo. Su investigación acaba de ser publicada en Materiales avanzados .
Calentar, luego estirar
Para hacer sus fibras, los científicos utilizaron un proceso de dibujo térmico, que es el proceso estándar para la fabricación de fibra óptica. Comenzaron creando una preforma macroscópica con los diversos componentes de fibra dispuestos en un patrón 3D cuidadosamente diseñado. Luego calentaron elpreformarlo y estirarlo, como plástico derretido, para hacer fibras de unos pocos cientos de micras de diámetro, y aunque este proceso alargó el patrón de los componentes a lo largo, también lo contrajo en sentido transversal, lo que significa que las posiciones relativas de los componentes permanecieron iguales.El resultado final fue un conjunto de fibras con una microarquitectura extremadamente complicada y propiedades avanzadas.
Hasta ahora, el dibujo térmico podía usarse para hacer solo fibras rígidas. Pero Sorin y su equipo lo usaron para hacer fibras elásticas. Con la ayuda de un nuevo criterio para seleccionar materiales, pudieron identificar algunos elastómeros termoplásticos que tienen unalta viscosidad cuando se calienta. Después de estirar las fibras, se pueden estirar y deformar, pero siempre vuelven a su forma original.
Se pueden introducir materiales rígidos como polímeros nanocompuestos, metales y termoplásticos en las fibras, así como metales líquidos que se pueden deformar fácilmente ". Por ejemplo, podemos agregar tres cadenas de electrodos en la parte superior de las fibras y una en la parte superior de las fibras.abajo. Diferentes electrodos entrarán en contacto dependiendo de cómo se aplique la presión a las fibras. Esto hará que los electrodos transmitan una señal, que luego puede leerse para determinar exactamente a qué tipo de tensión está expuesta la fibra, comocompresión o esfuerzo cortante, por ejemplo ", dice Sorin.
nervios artificiales para robots
Trabajando en asociación con el profesor Dr. Oliver Brock Laboratorio de Robótica y Biología, Universidad Técnica de Berlín, los científicos integraron sus fibras en los dedos robóticos como nervios artificiales. Cada vez que los dedos tocan algo, los electrodos en las fibras transmiten información sobre el robot.interacción táctil con su entorno. El equipo de investigación también probó agregar sus fibras a la ropa de malla grande para detectar la compresión y el estiramiento. "Nuestra tecnología podría usarse para desarrollar un teclado táctil que se integre directamente en la ropa, por ejemplo", dice Sorin.
Los investigadores ven muchas otras aplicaciones potenciales. Especialmente porque el proceso de dibujo térmico se puede ajustar fácilmente para la producción a gran escala. Esta es una verdadera ventaja para el sector manufacturero. El sector textil ya ha expresado interés en la nueva tecnología y las patenteshan sido archivados
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Escuela Politécnica Federal de Lausana . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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