(Phys.org) - Från nanoteknologins värld har vi fått elektronisk hud, eller e-skin, och elektroniska ögonimplantat eller e-ögon. Nu är vi på gränsen till elektroniska morrhår. Forskare med Berkeley Lab och University of California (UC) Berkeley har skapat taktila sensorer från sammansatta filmer av kolnanorör och silvernanopartiklar som liknar de mycket känsliga morrhåren hos katter och råttor. Dessa nya e-morrhår reagerar på trycket så litet som en enda Pascal, om trycket som utövas på en bordsyta av en dollarräkning. Bland deras många potentiella applikationer är att ge robotar nya förmågor att "se" och "känna" sin omgivande miljö.

"Whiskers är hårliknande taktila sensorer som används av vissa däggdjur och insekter för att övervaka vinden och navigera runt hinder i trånga utrymmen, "säger ledaren för denna forskning Ali Javey, en fakultetsvetare vid Berkeley Labs materialvetenskapsavdelning och en professor i elektroteknik och datavetenskap vid UC Berkeley. "Våra elektroniska morrhår består av elastiska fibrer med hög bildförhållande belagda med ledande kompositfilmer av nanorör och nanopartiklar. I tester, dessa morrhår var 10 gånger känsligare för tryck än alla tidigare rapporterade kapacitiva eller resistiva trycksensorer. "

Javey och hans forskargrupp har varit ledande inom utvecklingen av e-skin och andra flexibla elektroniska enheter som kan interagera med miljön. I denna senaste insats, de använde en kolnanorörpasta för att bilda en elektriskt ledande nätverksmatris med utmärkt böjbarhet. Till denna kolnanorörsmatris laddade de en tunn film av silver -nanopartiklar som gav matrisen hög känslighet för mekanisk belastning.

"Spänningskänsligheten och den elektriska resistiviteten hos vår kompositfilm justeras enkelt genom att ändra kompositionsförhållandet för kolnanorören och silvernanopartiklarna, "Säger Javey." Kompositen kan sedan målas eller skrivas ut på elastiska fibrer med hög bildförhållande för att bilda e-morrhår som kan integreras med olika användarinteraktiva system. "

Javey noterar att användningen av elastiska fibrer med en liten fjäderkonstant som whiskers strukturella komponent ger stor avböjning och därför hög belastning som svar på de minsta applicerade trycken. Som bevis på konceptet, han och hans forskargrupp använde framgångsrikt sina e-morrhår för att visa mycket exakt 2D- och 3D-kartläggning av vindflöde. I framtiden, e-morrhår kan användas för att förmedla taktil avkänning för rumslig kartläggning av närliggande föremål, och kan också leda till bärbara sensorer för att mäta hjärtslag och puls.

"Våra e-morrhår representerar en ny typ av mycket lyhörd taktila sensornätverk för övervakning av miljöeffekter i realtid, "Säger Javey." Enkel tillverkning, låg vikt och utmärkt prestanda för våra e-morrhår bör ha ett brett spektrum av applikationer för avancerad robotik, användargränssnitt mellan människa och maskin, och biologiska tillämpningar. "

Ett papper som beskriver denna forskning har publicerats i Förfaranden från National Academy of Sciences . Papperet har titeln "Mycket känsliga elektroniska morrhår baserade på mönstrade kolnanorör och silver -nanopartikelfilter." Javey är motsvarande författare. Medförfattare är Kuniharu Takei, Zhibin Yu, Maxwell Zheng, Hiroki Ota och Toshitake Takahashi.