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Termômetro elástico funciona sem bateria e pode ser usado em roupas inteligentes

Por| Editado por Douglas Ciriaco | 27 de Janeiro de 2022 às 14h20

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Reprodução/Harvard
Reprodução/Harvard

Pesquisadores da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas de Harvard, nos EUA, desenvolveram um novo tipo de termômetro elástico autoalimentado que pode ser usado na fabricação de robôs macios, roupas inteligentes flexíveis e dispositivos médicos biocompatíveis da próxima geração.

Para funcionar corretamente, esses equipamentos eletrônicos precisam de sensores integrados e maleáveis, que possam ser esticados e torcidos ao máximo, sem prejudicar as funções elétricas ou a capacidade de monitoramento em condições de uso que envolvam movimentos constantes e imprevisíveis.

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“Nós desenvolvemos sensores de temperatura suaves, com alta sensibilidade e tempo de resposta rápido. Esses dispositivos abrem novas possibilidades para o aprimoramento de interfaces homem-máquina e robôs macios para as áreas de saúde, engenharia e entretenimento”, explica o professor de mecânica Zhigang Suo, coautor do projeto.

Termômetro elástico

O sensor elástico criado pelos cientistas possui três partes relativamente simples: um eletrólito, um eletrodo e um material dielétrico para separar os dois. Enquanto a interface eletrólito/dielétrico acumula os íons, a conexão dielétrico/eletrodo concentra os elétrons dispostos no sistema.

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Esse equilíbrio de carga entre as duas interfaces forma uma espécie de nuvem iônica no eletrólito. Quando a temperatura é modificada, essa nuvem de íons muda de espessura, gerando uma voltagem elétrica sensível ao calor, mas que permanece inalterada quando é esticada.

“Como o design é tão simples, existem muitas maneiras de personalizar o sensor, dependendo da sua aplicação. Você pode escolher diferentes materiais, organizados de modos distintos, que podem ser otimizados para realizar qualquer tipo de tarefa”, acrescenta o pós-doutorando em engenharia de materiais Yecheng Wang, autor principal do estudo.

Testes promissores

Os pesquisadores desenvolveram quatro projetos com configurações diferentes para o sensor de temperatura elástico. Para provar sua eficácia, eles integraram o termômetro em uma pinça macia e mediram a temperatura que emanava de um ovo cozido recém-tirado da água quente.

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Eles perceberam que os sensores são mais sensíveis que os termômetros termoelétricos tradicionais, podendo responder às mudanças de temperatura em cerca de 10 milissegundos. Além disso, dependendo do material utilizado, eles são capazes de medir variações térmicas entre 200 °C e -100 °C.

“Com essa nova forma de fabricação de sensores, demonstramos que é possível criar termômetros pequenos, estáveis e até transparentes, sem comprometer a elasticidade e mantendo todas as funções de monitoramento que se espera encontrar em um dispositivo vestível”, encerra Yecheng Wang.

Fonte: Harvard