Trycksensorerna sveper sig runt och anpassar sig till fingrarnas form samtidigt som de noggrant mäter tryckfördelningen. Kredit:2016 Someya Laboratory
Sjukvårdsutövare kanske en dag kan fysiskt screena för bröstcancer med hjälp av tryckkänsliga gummihandskar för att upptäcka tumörer, på grund av en transparent, böjbar och känslig trycksensor nyutvecklad av japanska och amerikanska team.
Konventionella trycksensorer är tillräckligt flexibla för att passa på mjuka ytor som mänsklig hud, men de kan inte mäta tryckförändringar exakt när de väl är vridna eller skrynkliga, vilket gör dem olämpliga för användning på komplexa och rörliga ytor. Dessutom, det är svårt att reducera dem under 100 mikrometers tjocklek på grund av begränsningar i nuvarande produktionsmetoder.
För att ta itu med dessa problem, ett internationellt team av forskare under ledning av Dr. Sungwon Lee och professor Takao Someya från University of Tokyos Graduate School of Engineering har utvecklat en trycksensor av nanofibertyp som kan mäta tryckfördelningen av rundade ytor som en uppblåst ballong och bibehålla dess avkänningsnoggrannhet även när det är böjt över en radie på 80 mikrometer, motsvarande bara dubbelt så bred som ett människohår. Sensorn är ungefär 8 mikrometer tjock och kan mäta trycket på 144 platser samtidigt.
Enheten som visas i denna studie består av organiska transistorer, elektroniska strömbrytare gjorda av kol- och syrebaserade organiska material, och en tryckkänslig nanofiberstruktur. Kolnanorör och grafen sattes till en elastisk polymer för att skapa nanofibrer med en diameter på 300 till 700 nanometer, som sedan intrasslades med varandra för att bilda en genomskinlig, tunn och lätt porös struktur.
Den flexibla trycksensorn överensstämmer med formen av en uppblåst ballong. Även när sensorn sträcks ut och deformeras med ballongens form, enheten mäter fortfarande tryckfördelningen noggrant. Kredit:2016 Someya Laboratory
"Vi har också testat prestandan hos vår trycksensor med ett artificiellt blodkärl och fann att det kunde upptäcka små tryckförändringar och hastigheten på tryckets utbredning, " säger Lee. Han fortsätter, "Flexibel elektronik har stor potential för implanterbara och bärbara enheter. Jag insåg att många grupper utvecklar flexibla sensorer som kan mäta tryck men ingen av dem är lämplig för att mäta verkliga föremål eftersom de är känsliga för distorsion. Det var min främsta motivation och jag tror vi har föreslagit en effektiv lösning på detta problem."
