Yeni Elektronik Fiber Sensörleri Kokluyor ve Duyuyor

Son araştırmalarda 3D baskılı elektronik fiberlerin insanalar gibi kokuları, sesleri ve dokunuşları algılayabiliyor.

Cambridge Üniversitesi’nden araştırmacılar, her biri insan saçından 100 kat daha ince olan bu “görünmez” elektronik lifleri oluşturarak sensör görevi görüyor.

Bu, fiberlerin benzersiz özelliklerinin kombinasyonlarından yararlanılarak temassız, giyilebilir, taşınabilir solunum sensörleri üretilecek. Oldukça hassas ve üretimi ucuz olan yeni bir baskı yöntemi nefes paterni bilgilerini, sesleri ve görüntüleri eşzamanlı olarak toplamak için akıllı telefon gibi elektronik bir cihaza da takılabilirler. 

Lifler sağlık izleme (örneğin solunum hızı) ve nesnelerin İnternetindeki uygulamalar için özellikle yararlı olabilir. Çalışmanın ilk yazarı ve Cambridge Mühendislik Bölümünde doktora öğrencisi Andy Wang, fiber sensörü, düzenli nefes alma, hızlı nefes alma ve öksürük gibi farklı simüle edilmiş solunum koşulları sırasında yüz kaplamasından sızan nefes neminin miktarını ölçmek için kullandı.

Wang ve meslektaşları, gümüş ve yarı iletken polimerlerden yapılan kompozit fiberleri, uçak içi fiber baskı (IFP) olarak bilinen bir yöntem kullanarak 3D olarak yazdırdılar. Bu teknik, koruyucu bir kaplama görevi gören ince bir polimer kılıfa sarılmış yüksek saflıkta iletken bir fiber göbeğe sahip bir çekirdek-kabuk lif yapısı oluşturur. Elektrik kablolarının yapısına çok benzer, ancak çok daha küçük bir ölçekte, yalnızca birkaç mikrometre çapında. 

IFP, ince iletken fiber dizilerinin yerinde bağlarını oluşturan 100 ° C’nin altında gerçekleştirilir. Bunlar askıya alınabilir veya bir yüzeye yerleştirilebilir ve son işlem gerektirmez. Araştırmacılar, fiberlerin boyutunu optimize ederek, küçük çaplı iletken fiberlerin devre üzerinde hızlı bir şekilde oluşturulması için çok yönlü bir teknik gösterdiklerini iddia ediyorlar. 

Kavramın bir kanıtı olarak, araştırmacılar çözelti bazlı reaktif bir sentezden ve organik iletken PEDOT: PSS liflerinden inorganik, metalik gümüş lifler ürettiler. IFP’nin fiberleri doğrudan bir devre üzerinde üretebilmesi ile araştırmacılar, IFP sürecinin sağladığı yeni devre mimarisini keşfetmek için fiber dizinin fonksiyonel avantajlarından yararlanabildiklerini söylüyorlar. Yani, bu süreç organik ve inorganik fiber malzemeleri aynı şeffaf iletken ağda birleştiren 3B “yüzen elektronik mimariler” kavramına kapı açıyor.