En lo que podría ser un gran avance para el sensor corporal y las tecnologías de navegación, los investigadores de KTH han desarrollado el acelerómetro más pequeño hasta ahora reportado, utilizando el grafeno de nanomaterial altamente conductivo .
Cada día que pasa, la nanotecnología y el potencial del grafeno hacen nuevos progresos. El último paso adelante es un pequeño acelerómetro hecho con grafeno por un equipo de investigación internacional que involucra al Instituto Real de Tecnología KTH, la Universidad RWTH Aachen y el Instituto de Investigación AMO GmbH, Aachen.
Entre las aplicaciones concebibles se encuentran los sistemas de monitoreo de enfermedades cardiovasculares y las tecnologías ultrasensibles de captura de movimiento portátiles y portátiles.
Durante décadas, los sistemas microelectromecánicos (MEMS) han sido la base de nuevas innovaciones en, por ejemplo, la tecnología médica. Ahora estos sistemas están comenzando a pasar al siguiente nivel: sistemas nanoelectromecánicos o NEMS.
Xuge Fan, investigador del Departamento de Micro y Nanosistemas de KTH, dice que las propiedades materiales únicas del grafeno les han permitido construir estos acelerómetros ultrapequeños.
«Según las encuestas y las comparaciones que hemos realizado, podemos decir que este es el acelerómetro electromecánico más pequeño del mundo«, dice Fan. Los investigadores informaron su trabajo en Nature Electronics ( «Cintas de grafeno con masas suspendidas como transductores en acelerómetros nanoelectromecánicos ultra pequeños» ).
La medida por la cual se juzga a cualquier conductor es la facilidad y rapidez con que los electrones pueden moverse a través de él. En este punto, junto con su extraordinaria resistencia mecánica, el grafeno es uno de los materiales más prometedores para una impresionante variedad de aplicaciones en sistemas nanoelectromecánicos. Una matriz empacada y unida con alambre que contiene 64 dispositivos.
«Podemos reducir los componentes debido al grosor de la escala atómica del material, y tiene excelentes propiedades eléctricas y mecánicas«, dice Fan. «Creamos un acelerómetro NEMS piezoresistivo que es dramáticamente más pequeño que cualquier acelerómetro MEMS disponible en la actualidad, pero conserva la sensibilidad que estos sistemas requieren«.
El futuro de estos acelerómetros pequeños es prometedor, dice Fan, que compara los avances en nanotecnología con la evolución de computadoras cada vez más pequeñas.
«Esto podría beneficiar a los teléfonos móviles para la navegación, los juegos móviles y los podómetros, así como a los sistemas de monitoreo de enfermedades cardíacas y dispositivos de captura de movimiento que pueden monitorear incluso los movimientos más leves del cuerpo humano«, dice.
Otros usos potenciales de estos transductores NEMS incluyen sensores y actuadores NEMS ultraminiaturizados como resonadores, giroscopios y micrófonos. Además, estos transductores NEMS pueden usarse como un sistema para caracterizar las propiedades mecánicas y electromecánicas del grafeno, dice Fan.
Max Lemme, profesor de RWTH, está entusiasmado con los resultados: «Nuestra colaboración con KTH a lo largo de los años ya ha demostrado el potencial de las membranas de grafeno para sensores de presión y Hall y micrófonos. Ahora hemos agregado acelerómetros a la mezcla. Esto me da esperanzas para ver el material en el mercado en algunos años. Para ello, estamos trabajando en técnicas de fabricación e integración compatibles con la industria«.
Fuente: KTH Royal Institute of Technology
