Sensores de deformação elásticos com estrutura 3D para detecção de forças fora do plano

Sensores de deformação elásticos, como a interface mecânica suave, fornecem as principais informações mecânicas dos sistemas para monitoramento de saúde, assistência à reabilitação, dispositivos exoesqueléticos suaves e robótica suave. Sensores de deformação elásticos baseados em filme plano 2D têm sido amplamente desenvolvidos para monitorar a força no plano aplicada dentro do plano onde o sensor está colocado. No entanto, para obter um feedback mecânico abrangente, é necessária a capacidade de detectar a força fora do plano, causada pela interação fora do plano onde o sensor está localizado. Neste trabalho, um sensor de deformação elástico estruturado em 3D é apresentado para monitorar a força fora do plano, empregando impressão 3D em conjunto com a auto-fixação assistida por força capilar fora do plano de nanotubos de carbono. O sensor estruturado em 3D possui grande capacidade de alongamento, detecção de múltiplas deformações e reconhecimento da direção da deformação por um único sensor. Foi demonstrado que as forças fora do plano induzidas pelo fluxo de ar/fluído são monitoradas de forma confiável e detalhes intricados do fluxo são claramente registrados. O desenvolvimento abre caminho para a exploração de sensores elásticos 3D de próxima geração para pele eletrônica e robótica suave.