El sensor de espuma POE/CNS con estructura segregada. Crédito: Nimte
Un equipo de investigación dirigido por el Prof. Wang desde el Instituto Ningbo de Tecnología e Ingeniería de Materiales (NIMTE) de la Academia de Ciencias de China ha desarrollado un sensor de espuma altamente estirable y conductor con una gama operativa ultra ancha que utiliza espuma supercrítica de CO2 (SCCO2). El estudio fue publicado en materiales hoy física.
Los sensores de deformación piezoresistiva utilizan espumas compuestas elastoméricas conductoras para detectar el movimiento o el tacto. Estos sensores son livianos, altamente compresibles y exhiben respuestas estables, haciéndolos prometedores para aplicaciones en seguimiento de movimiento, monitoreo de salud, interacción humana-robot y robótica.
Los materiales conductores porosos son prometedores para la electrónica flexible; Sin embargo, la falla eléctrica o el daño por material durante el estiramiento limita su rango de respuesta de deformación.
Para superar este desafío, los investigadores introdujeron una estructura porosa en un compuesto segregado hecho de alta relación de aspecto nanoestructuras de carbono (SNC) y elastómero de poliolefina flexible (POE). Al emplear la espuma SCCO2, pudieron reconstruir la estructura de la red conductora, lo que resultó en materiales conductores porosos con un rango de respuesta de deformación ultra ancha.
La espuma de POE/CNS desarrollada exhibe una notable capacidad de estiramiento (952.5% de tensión), elasticidad (con una cepa residual del 13.8%) y la conductividad eléctrica (con una resistencia de 50 kΩ). La estructura segregada le da al sensor de espuma POE/CNS un rango de respuesta de deformación excepcional de 0.5% a 762%, superando significativamente las estructuras distribuidas aleatorias.
Además de la alta sensibilidad, la respuesta rápida y la reproducibilidad sobresaliente, el sensor de espuma POE/CNS mantiene un rendimiento estable en más de 4,000 ciclos de tracción, mostrando una durabilidad excepcional a largo plazo.
Este trabajo presenta un método simple y ecológico para producir sensores de espuma basados en polímeros de alto rendimiento, lo que indica un fuerte potencial para aplicaciones en dispositivos electrónicos portátiles y equipos de ingeniería.
Más información: Xueyun Li et al, Estrategia de diseño novedosa para un sensor de espuma altamente estirable y sensible con un rango de tensión ultra ancho, Materiales hoy en día (2025). Doi: 10.1016/j.mtphys.2025.101741
Proporcionado por la Academia de Ciencias de China
Cita: el sensor de espuma de polímero estirable detecta un amplio rango de movimiento con alta sensibilidad (2025, 2 de julio) Recuperado el 2 de julio de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-07-stretchable-polymer-foam-sensor-wide.html
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