Un nuovo materiale intelligente sviluppato dal dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Università di Pisa permetterà di realizzare applicazioni di medicina personalizzata, come la creazione della pelle artificiale, oltre che una nuova classe di sensori ultrasensibili per industria 4.0 e applicazioni robotiche.
Autore dello studio è il gruppo di ricerca del professor Giuseppe Barillaro, che ha sviluppato e testato il materiale in collaborazione con ricercatori del CNR-IEIIT di Pisa.
I ricercatori dicono che il principale vantaggio di questo materiale rispetto a quelli finora utilizzati per realizzare sensori di spostamento e forza è la sua capacità di misurare con la stessa accuratezza forze e spostamenti molto piccoli (pochi micrometri e qualche decina di milligrammi) e allo stesso tempo relativamente grandi (qualche centimetro e 500 grammi di peso).
Come spiega il professor Barillaro in genere queste due caratteristiche non coesistono in un unico materiale ma ingegnerizzando un materiale polimerico in forma di spugna microstrutturata, questo risulta molto morbido per basse deformazioni e forze, diventando sempre più duro all’aumentare del livello di deformazione/forza.
La sua decorazione con una rete di nanotubi di carbonio, spiega Barillaro ha permesso di tradurre le variazioni delle proprietà meccaniche del materiale in un segnale elettrico con elevata sensibilità: «crediamo che questo materiale potrà aprire nuove strade per la realizzazione di sensori capaci di monitorare in tempo reale e in maniera riproducibile forza/pressione e spostamento/deformazione in molti ambiti di industria 4.0, ma anche in campo medico e robotico».
La pelle che elabora informazioni
Come spiega la dottoranda Rossella Iglio «Si tratta di un materiale piezoresistivo, cioè capace di tradurre una forza o uno spostamento in una variazione della sua resistenza elettrica, ottenuto decorando una spugna microstutturata di materiale polimerico flessibile e biocompatibile, con una rete nanostrutturata di nanotubi di carbonio».
Il processo di preparazione del materoiaeè a basso costo, scalabile su grandi aree e adattabile a diverse geometrie, permettendo così di realizzare sensori di spostamento e forza sia puntiformi che distribuiti.
«Al momento – spiega Iglio – stiamo lavorando allo sviluppo di sensori tattili, con il fine di realizzare una pelle artificiale capace di tradurre informazioni di forza e movimento in un segnale elettrico».
