L'incredibile elasticità è una delle preziose caratteristiche di un nuovo sensore messo a punto da un gruppo di ricercatori della Stanford University che illustrano la loro ricerca in un articolo pubblicato su Nature Nanotechnology.
Il sensore è costituito da una pellicola trasparente con nanotubi di carbonio che agiscono come minuscole molle, consentendo di misurare con precisione la forza che agisce su di essa, che si tratti di pressione o di stiramento.
"Questo sensore può registrare pressioni che vanno da un leggero pizzico dato con il pollice e l'indice fino a due volte la pressione esercitata da un elefante in equilibrio su una sola zampa", ha detto Darren Lipomi, che ha partecipato alla ricerca. "E niente di tutto questo provoca una deformazione permanente."
I sensori potrebbero essere utilizzati per rendere sensibile al tocco protesi o robot, per svariate applicazioni mediche, come bende sensibili alla pressione, o in touch screen per computer.
L'elemento chiave del nuovo sensore è una pellicola trasparente di "nano-molle" di carbonio, che è creata spruzzando nanotubi in sospensione liquida su un sottile strato di silicone, che viene successivamente stirato. Quando i nanotubi vengono spruzzati tendono disporsi con un orientamento casuale, ma quando il silicone viene allungato, molti dei gruppi di nanotubi si allineano nel senso dello stiramento, orientandosi in una direzione che viene conservata anche quando la pellicola viene rilasciata e torna alle dimensioni originarie.
"Dopo questo pre-stretching, i nanotubi, si comportano come molle e possono essere allungati senza alcun cambiamento permanente", ha detto Zhenan Bao, che ha diretto lo studio.
In una successiva fase si ripete la procedura con un'altra pellicola di silicone, ma con uno stiramento nella direzione perpendicolare alla precedente. Le pellicole vengono poi unite con le superfici dotate di nanotubi affacciate, ma separate da un terzo strato di silicone, In questo modo si rende il sensore completamente stirabile in tutte le direzioni.
Nello strato intermedio di silicone sono immagazzinate delle cariche elettriche. Quando viene esercitata una pressione, e lo strato intermedio compresso, cambia la quantità di cariche elettriche che esso può contenere, variazione che è rilevata dai nanotubi che fingono da analogo dei poli positivo e negativo di una batteria. Dalle caratteristiche dell'andamento di questa variazione è possibile poi stabilire se la pellicola è stata stirata o compressa.
Il sensore è costituito da una pellicola trasparente con nanotubi di carbonio che agiscono come minuscole molle, consentendo di misurare con precisione la forza che agisce su di essa, che si tratti di pressione o di stiramento.
"Questo sensore può registrare pressioni che vanno da un leggero pizzico dato con il pollice e l'indice fino a due volte la pressione esercitata da un elefante in equilibrio su una sola zampa", ha detto Darren Lipomi, che ha partecipato alla ricerca. "E niente di tutto questo provoca una deformazione permanente."
I sensori potrebbero essere utilizzati per rendere sensibile al tocco protesi o robot, per svariate applicazioni mediche, come bende sensibili alla pressione, o in touch screen per computer.
L'elemento chiave del nuovo sensore è una pellicola trasparente di "nano-molle" di carbonio, che è creata spruzzando nanotubi in sospensione liquida su un sottile strato di silicone, che viene successivamente stirato. Quando i nanotubi vengono spruzzati tendono disporsi con un orientamento casuale, ma quando il silicone viene allungato, molti dei gruppi di nanotubi si allineano nel senso dello stiramento, orientandosi in una direzione che viene conservata anche quando la pellicola viene rilasciata e torna alle dimensioni originarie.
"Dopo questo pre-stretching, i nanotubi, si comportano come molle e possono essere allungati senza alcun cambiamento permanente", ha detto Zhenan Bao, che ha diretto lo studio.
In una successiva fase si ripete la procedura con un'altra pellicola di silicone, ma con uno stiramento nella direzione perpendicolare alla precedente. Le pellicole vengono poi unite con le superfici dotate di nanotubi affacciate, ma separate da un terzo strato di silicone, In questo modo si rende il sensore completamente stirabile in tutte le direzioni.
Nello strato intermedio di silicone sono immagazzinate delle cariche elettriche. Quando viene esercitata una pressione, e lo strato intermedio compresso, cambia la quantità di cariche elettriche che esso può contenere, variazione che è rilevata dai nanotubi che fingono da analogo dei poli positivo e negativo di una batteria. Dalle caratteristiche dell'andamento di questa variazione è possibile poi stabilire se la pellicola è stata stirata o compressa.
di Gianbruno Guerrerio
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