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La impresión 3D crea sensores más eficientes para ropa inteligente

Investigadores del Laboratorio de Nanomateriales y Nanocompuestos de Polímeros de la Universidad de Columbia Británica (UBC) en Canadá han desarrollado sensores impresos en 3D utilizando una tinta que conduce la electricidad. Con esta técnica, crearon dispositivos más pequeños, livianos y de alta precisión que se pueden usar en ropa inteligente y equipos portátiles.

Según los científicos, esta tecnología, conocida como impresión por extrusión, permite fabricar elementos electrónicos en alta resolución, capaces de realizar dos funciones al mismo tiempo. El primero sería un escudo de interferencia electromagnética (EMI), y el segundo un sensor de movimiento del cuerpo.

“Piense en un pequeño dispositivo capaz de medir el movimiento del cuerpo mientras realiza otras tareas al mismo tiempo. Pequeños, livianos y precisos, estos escudos EMI podrían tener aplicaciones significativas en las industrias de atención médica, aeroespacial y automotriz”.

tinta conductiva

Usando un nanomaterial inorgánico bidimensional llamado MXene y un polímero conductor de electricidad, los investigadores desarrollaron una tinta a través de la cual los electrones pueden circular libremente. Este material contiene varias propiedades estructurales que facilitan la adaptación de pequeños sensores en equipos portátiles.

Esquema de composición de tinta conductora de electricidad (Imagen: Reproducción/UBC)

Esta tinta se puede utilizar en sistemas de impresión por extrusión para fabricar dispositivos a macroescala con diferentes formas, tamaños y geometrías, manteniendo una excelente flexibilidad sin perder su capacidad para conducir la electricidad de manera eficiente.

“Actualmente, las tecnologías de fabricación de estos materiales funcionales se limitan, en su mayor parte, a la producción de estructuras laminadas y poco sofisticadas que no permiten la integración de tecnologías de monitorización en un mismo sensor”, añade la estudiante de doctorado en ingeniería Ahmadreza Ghaffarkhah, co- autor del estudio.

Alta resolución

Con esta técnica de impresión por extrusión, se pueden “sembrar” pequeñas estructuras electrónicas con microfisuras para crear sensores altamente sensibles. Estas pequeñas grietas se utilizan para rastrear las vibraciones en su entorno, lo que le permite monitorear actividades como la respiración, los movimientos faciales, la contracción y relajación muscular.

Los sensores impresos tienen microfisuras que rastrean las vibraciones a su alrededor (Imagen: Reproducción/UBC)

La alta resolución que proporciona esta nueva tecnología de impresión hace que los dispositivos resultantes sean mucho más precisos y eficientes, tanto desde el punto de vista energético como funcional, lo que permite fabricar sensores maleables que se pueden implantar en tejidos inteligentes o en cualquier parte del cuerpo. humano.

“En comparación con las tecnologías de fabricación convencionales, la impresión por extrusión ofrece personalización, menor desperdicio de material y una producción rápida, al tiempo que abre innumerables oportunidades para el desarrollo de dispositivos electrónicos inteligentes y portátiles”, concluye el profesor Mohammad Arjmand.

Tommy Banks
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