Paper to Touch – Papel con Sensor, para el futuro

Fuente: el Blog de drupa

El papel tiene muchas propiedades bien conocidas. Sin embargo, muy pocas personas saben que es un material sensor perfecto. Los científicos de UC Davis desarrollaron un nuevo mecanismo para papel económico con sensores de presión.

Papel como material sensor
El papel es un material común y ampliamente utilizado. En el mundo de la impresión, las propiedades de diferentes papeles y técnicas de acabado son familiares y se utilizan para crear diversos productos.

Ahora el papel también ha sido reconocido como un material sensor. Es la opción obvia porque está disponible, es rentable, aislante, flexible y portátil. Por lo tanto, los sensores de papel de bajo costo se pueden desarrollar como dispositivos de medición que también ahorran energía y son desechables. Los dispositivos de medición podrían usarse en los campos de la medicina y para la detección de explosivos y sustancias tóxicas.

Los aditivos son posibles debido a la estructura fibrosa del papel. Estos pueden ser materiales de carbono (por ejemplo, nanotubos de carbono y grafeno), polímeros conductores o nanocompuestos metálicos. Esto da como resultado funcionalidades y modalidades de sensor completamente nuevas. Ejemplos son sensores de papel para la detección de sustancias tóxicas en el agua, biosensores en papel bioactivo, pero también sensores de gas basados ​​en papel de nanotecnología.

Pero no solo son posibles los instrumentos de medición en papel. También es posible producir papeles sensibles a la presión. Estos sensores de presión solían estar basados ​​en uno de los tres mecanismos:

Resistivo: los materiales reaccionan a la presión.
Capacitiva: los materiales requieren dispositivos de entrada conductivos, como un dedo.
Triboeléctrico: se crea una carga eléctrica entre dos materiales por contacto entre sí y posterior separación.

Un nuevo desarrollo
Pero Tingrui Pan, profesor de UC Davis, introdujo un nuevo mecanismo para sensores de presión en papel: esta es la nueva medición iontrónica flexible (FITS). Utiliza cambios capacitivos inducidos por la presión entre electrodos y superficies iónicas. En contraste con los otros mecanismos de un sensor de presión, esto tiene la ventaja de una sensibilidad y resolución extremadamente altas. Las perturbaciones de cualquier tipo son en gran medida insignificantes debido a la relación señal-ruido extremadamente alta.

Pan y su equipo presentan su innovación en su papel en Materiales funcionales avanzados (“Papel de detección iontrónico todo en uno”). El papel imprimible desarrollado por Pan cumple con todas las características de un papel normal: puede imprimirse, cortarse individualmente y también la capacidad de plegado no difiere. Otro punto importante es que los costos de un papel con sensores de presión son similares a los del papel normal. Este desarrollo permite plataformas de medición de presión que se pueden imprimir, cortar, pegar y plegar fácilmente. Por lo tanto, un origami de medición de presión 3D para registrar la presión espacial es posible sin ningún problema.

Perspectivas futuras para estructuras sensoriales
Las perspectivas futuras conducen a un gran campo de aplicación de esta tecnología. Cada superficie puede transformarse en una estructura sensorial. Algunos ejemplos son: juguetes, envases, productos electrónicos desechables, papel tapiz y muebles. Pero también se puede llegar a muchas otras áreas con esta tecnología. Si el concepto se desarrolla aún más, podría ser una interfaz hombre-máquina flexible. Esto permitiría la comunicación táctil con los objetos.

Sin embargo, en este momento todavía hay problemas de conexión entre la electrónica de papel y el sistema de procesamiento de señales. La posible solución para trabajar con soldadura a baja temperatura y ranura especial de papel FPC (circuito impreso flexible) aún se está investigando, pero lo más probable es que sea un enfoque eficiente. Además, la investigación de dispositivos sensores en el futuro no solo tendrá que centrarse en los elementos sensores. Igualmente importantes son la fuente de alimentación, el procesamiento de señales y los circuitos electrónicos.

¿Crees que esta tecnología es prospectiva o ves el potencial en otras áreas? Comparta su opinión con nosotros en los comentarios