Nanopaperista uudenlaisia antureita

Washingtonin yliopiston insinöörit ovat tuottaneet hiilinanoputkilla viritetystä pehmopaperista puettavan anturin, joka pystyy havaitsemaan pulssin, silmänräpäyksen ja muun ihmisen liikkeen. Anturi on kevyt, joustava ja edullinen ja sille löytynee sovelluksia terveydenhuollosta sekä viihteen että robotiikan parista.

Tutkimustyö osoitti, että repäisemällä nanokomposiiteilla kyllästetyn pehmopaperin ja murtamalla paperin kuidut, paperi toimii anturina. ”Se voi havaita sykettä, sormen voimaa tai liikettä, silmämunan liikkeen ja paljon muuta, toteaa University of Washington apulaisprofessori Jae-Hyun Chung.

Teknisesti paperi kastellaan ensin hiilinanoputkilla terästetyllä vedellä. Pehmopaperissa on sekä vaakasuorat että pystysuorat kuidut, joten kun paperi repeytyy, repäisysuunta informoi anturille, mitä tapahtui.

Selluloosakuidut, jotka ovat paperissa alun perin rinnakkaisia jännityksen kanssa, murtuvat, kun taas vinossa ja kohtisuorassa jännitykseen olevat järjestyvät uudelleen poikittaisiksi liitoksiksi halkeaman lähelle. Näin poikittaisilla liitoksilla on pietsoresistanssinen ja pietsokapasitiivinen herkkyys tason ulkopuoliselle voimalle liitoksien puristuessa.

Toistaiseksi työ on tapahtunut vain laboratoriossa mutta tutkijat haluavat löytää tekniikalleen sopivan kaupallisen käytön. Väliaikainen patentti tekniikalla jätettiin joulukuussa 2017.

LISÄÄ: Nanobitteja.fi (LINKKI) ja University of Washingtonin tiedote (LINKKI) ja tiedeartikkeli Advanced Materials Technologies -lehdessä (LINKKI).

Kuva: Dennis R. Wise/University of Washington