Việc điều trị nhiều vấn đề y tế như dáng đi bất thường và rối loạn cơ bắp đòi hỏi phải cảm nhận chính xác áp lực tác dụng. Về vấn đề này, các cảm biến áp suất linh hoạt đơn giản, nhẹ và chi phí thấp đã thu hút được sự chú ý đáng kể. Các cảm biến này được thiết kế và sản xuất thông qua "sản xuất phụ gia", hay cái thường được gọi là "in 3D", sử dụng vật liệu tổng hợp polyme dẫn điện làm khối xây dựng của chúng.

Tuy nhiên, tất cả các cảm biến áp suất in 3D được phát triển cho đến nay chỉ giới hạn trong việc cảm nhận các lực tác dụng dọc theo một hướng duy nhất. Điều này hầu như không đủ cho các ứng dụng trong thế giới thực, liên quan đến các tình huống mà lực có thể được tác dụng dọc theo các góc và hướng khác nhau. Hơn nữa, điện trở của hầu hết các polyme dẫn điện thay đổi theo nhiệt độ và phải được bù lại để cảm nhận áp suất chính xác.

Trong một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Composites Part B: Engineering, một nhóm các nhà khoa học dẫn đầu bởi Giáo sư Hoe Joon Kim từ Viện Khoa học và Công nghệ Daegu Gyeongbuk, Hàn Quốc, đã giải quyết vấn đề này bằng một cảm biến áp suất đa trục được thiết kế mới kết hợp với một thành phần cảm biến nhiệt độ khắc phục những hạn chế của cảm biến thông thường. "Cảm biến áp suất đa trục của chúng tôi ghi lại thành công các kết quả đọc ngay cả khi tác dụng lực nghiêng. Hơn nữa, bộ phận cảm biến nhiệt độ có thể hiệu chỉnh sự thay đổi điện trở khi thay đổi nhiệt độ. Ngoài ra, quy trình chế tạo có thể mở rộng và chi phí thấp hoàn toàn tương thích với thương mại Giáo sư Kim giải thích máy in 3D.

Các nhà khoa học lần đầu tiên điều chế polyme dẫn điện có thể in được bằng cách sử dụng các ống nano cacbon nhiều thành (MWCNTs) và axit polylactic (PLA). Tiếp theo, họ chế tạo thân cảm biến bằng vật liệu cảm biến và đàn hồi thương mại với dây tóc tổng hợp MWCNTs / PLA bằng cách sử dụng in 3D. Cảm biến dựa trên một cấu trúc cản với một máng rỗng bên dưới và sử dụng ba phần tử cảm biến áp suất để phát hiện áp suất đa trục và một phần tử cảm biến nhiệt độ để hiệu chuẩn điện trở. Cảm biến có thể hiệu chỉnh thành công cả độ lớn và hướng của lực tác dụng bằng cách đánh giá phản ứng của từng phần tử cảm biến áp suất. Cấu trúc ốp lưng này, khi được lắp đặt trong một chiếc dép xỏ ngón in 3D và một tay nắm, cho phép phân biệt rõ ràng giữa chuyển động của con người và hành động nắm chặt.

Các nhà khoa học rất vui mừng về triển vọng tương lai của cảm biến in 3D của họ. "Công nghệ in 3D được đề xuất có nhiều ứng dụng trong năng lượng, y sinh và sản xuất. Với việc kết hợp các phần tử cảm biến được đề xuất trong bộ gắp rô bốt và cảm biến xúc giác, có thể đạt được phát hiện các lực đa hướng cùng với nhiệt độ. Giáo sư Kim hào hứng nhận xét sự khởi đầu của một kỷ nguyên mới trong lĩnh vực chế tạo người máy.

Thật vậy, đó là một số hậu quả thú vị để mong đợi!