I ricercatori di Harvard hanno sviluppato un termometro morbido, estensibile e autoalimentato che può essere integrato nell’elettronica estensibile e nei robot morbidi sostituendo i dispositivi rigidi.
La prossima generazione di robotica morbida, abbigliamento intelligente e dispositivi medici biocompatibili avrà bisogno di sensori integrati che possano allungarsi e torcersi con il dispositivo o chi lo indossa. I ricercatori della Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) hanno sviluppato un termometro morbido, estensibile e autoalimentato che può essere integrato nell’elettronica estensibile e nei soft robot.
«Abbiamo sviluppato sensori di temperatura morbidi con elevata sensibilità e tempi di risposta rapidi, aprendo la strada a nuove interfacce uomo-macchina e robot morbidi nel settore sanitario, ingegneristico e dell’intrattenimento» afferma Zhigang Suo, professore di Meccanica e Materiali presso la SEAS.
Termometro morbido che può essere integrato nei soft robot
Il termometro è composto da tre parti:
- un elettrolita;
- un elettrodo;
- un materiale dielettrico per separare i due.
L’interfaccia elettrolita/dielettrico accumula ioni mentre l’interfaccia dielettrico/elettrodo accumula elettroni. Lo squilibrio di carica tra i due crea una nuvola ionica nell’elettrolita. Quando la temperatura cambia, la nuvola ionica modifica il suo spessore e viene generata una tensione. La tensione è sensibile alla temperatura ma non all’allungamento.
«Poiché il design è così semplice, ci sono parecchi modi per personalizzare il sensore, a seconda dell’applicazione. Puoi scegliere materiali diversi, disposti in modi diversi e ottimizzati per compiti diversi» continua il ricercatore Yecheng Wang.
Disponendo l’elettrolita, il dielettrico e l’elettrodo in varie configurazioni, i ricercatori hanno sviluppato quattro progetti per il sensore di temperatura. In un test, hanno integrato il sensore in una pinza morbida e hanno misurato la temperatura di un uovo sodo caldo. I sensori sono più sensibili dei tradizionali termometri termoelettrici e possono rispondere alle variazioni di temperatura entro circa 10 millisecondi.
A seconda dei materiali utilizzati, il termometro può misurare temperature fino a 200 gradi Celsius o fino a -100 gradi Celsius.