Usando un nanomaterial inorgánico bidimensional llamado MXene, junto con un polímero conductor, el equipo del Dr. Arjmand en la UBCO ha personalizado una tinta conductora para impresión 3D con una serie de propiedades que facilitan la adaptación a tecnologías portátiles. La creación de la impresión por extrusión de alta resolución (piense en la impresión 3D pero con tinta que conduce la electricidad) ha permitido a los investigadores de la UBC explorar el potencial de los wearables con nanotecnología.
Dispositivo de movimiento flexible y altamente sensible creado por impresión por extrusión
La tecnología portátil (relojes inteligentes, monitores cardíacos, dispositivos de ayuda para dormir, incluso contadores de pasos) se ha convertido en parte de la vida cotidiana. Y los investigadores del Laboratorio de Nanomateriales y Nanocompuestos de Polímeros de UBC Okanagan han creado sensores aún más pequeños, livianos y de alta precisión que se pueden integrar en la ropa y el equipo.
En colaboración con la Universidad de Drexel y la Universidad de Toronto, el equipo de investigación de UBCO está explorando un enfoque de impresión por extrusión de alta resolución para desarrollar dispositivos diminutos con doble funcionalidad: escudos de interferencia electromagnética (EMI) y un sensor de movimiento corporal.
El estudiante de doctorado de la UBCO, Ahmadreza Ghaffarkhah, usa una impresora 3D para crear sensores pequeños y de alta precisión que se pueden integrar en la ropa y el equipo.
Nanomaterial de aplicación en numerosos sectores
Diminutos y livianos, estos escudos EMI pueden tener aplicaciones en las industrias de atención médica, aeroespacial y automotriz, explica el Dr. Mohammad Arjmand, profesor asistente y presidente de investigación de Canadá en materiales avanzados e ingeniería de polímeros en la Escuela de Ingeniería de UBC Okanagan.
Usando un nanomaterial inorgánico bidimensional llamado MXene, junto con un polímero conductor, el equipo del Dr. Arjmand ha personalizado una tinta conductora con una serie de propiedades que facilitan la adaptación a tecnologías portátiles.
“Los materiales avanzados o inteligentes que brindan conductividad eléctrica y flexibilidad son muy buscados”, dice. “La impresión por extrusión de estos materiales conductores permitirá patrones a gran escala, lo que significa que podemos producir diferentes formas o geometrías, y el producto tendrá una flexibilidad arquitectónica sobresaliente”.
Actualmente, las tecnologías de fabricación de estos materiales funcionales se limitan principalmente a estructuras laminadas y poco sofisticadas que no permiten la integración de tecnologías de monitoreo, explica el estudiante de doctorado Ahmadreza Ghaffarkhah.
“Estas estructuras impresas se pueden sembrar con microfisuras para desarrollar sensores altamente sensibles. Las pequeñas grietas en sus estructuras se utilizan para rastrear pequeñas vibraciones en su entorno”, dice Ghaffarkhah. “Estas vibraciones pueden monitorear una multitud de actividades humanas, incluida la respiración, los movimientos faciales, el habla y la contracción y relajación de un músculo”.
Volviendo a la mesa de dibujo, los investigadores de la UBCO pudieron abordar un gran desafío al que se enfrentaba la impresión por extrusión.
Anteriormente, la tecnología no permitía una resolución de impresión 3D lo suficientemente alta, por lo que era difícil fabricar estructuras de alta precisión
“En comparación con las tecnologías de fabricación convencionales, la impresión por extrusión ofrece personalización, reducción del desperdicio de materiales y una producción rápida, al tiempo que abre numerosas oportunidades para la electrónica inteligente y portátil”, explica el Dr. Arjmand. “A medida que mejoran las técnicas de impresión por extrusión, se abre la puerta a muchas innovaciones únicas”.
Los investigadores continúan investigando aplicaciones adicionales para las tintas de impresión por extrusión que van más allá de los escudos EMI y la electrónica portátil.
La investigación se publicó en Carbon , con el apoyo financiero de un Consejo de Investigación de Ciencias Naturales e Ingeniería de Canadá Alliance Grant y Zentek Limited.
Fuente: UBCO
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