Caracterização do compósito piezoresistivo Cu-PDMS para uso como sensor de pressão

Abstract

Recentes estudos têm abordado o aprimoramento de sensores de pressão com a finalidade de reproduzir a sensibilidade da pele humana para ser utilizada em robôs. Dentre diversos materiais disponíveis na literatura, destaca-se o material piezoresistivo à base do elastômero Polidimetilsiloxano e Cobre Dendritico (Cu-PDMS), devido à tecnologia empregada na produção destes sensores. Este trabalho trata a síntese e a caracterizações de compósitos piezoresistivo Cu-PDMS para confecção de sensores de pressão, na forma matricial, para aplicações biomédicas, como palmilhas instrumentadas, sensor on/off, dentre outros. Com finalidade de análise do material atuando como sensor de pressão, foram fabricadas e testadas amostras com diferentes composições. Para o estudo das propriedades de cada amostra, foram realizadas caracterizações elétricas (resistência elétrica com pressão variável, condutividade ao longo do tempo e espectroscopia de impedância), mecânicas (caracterização mecânica do material, ensaio de tração e ensaio termogravimétrico) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Os resultados obtidos mostram as faixas possíveis para utilização do material como sensor de pressão, e os fatores que podem influenciar o seu emprego.

Recent studies have addressed the improvement of pressure sensors in order to reproduce the sensitivity of human skin to be used in robots. Among the various materials available in the literature, the piezoresistive material based on the polydimethylsiloxane and Dendritic Copper (Cu-PDMS) elastomer stands out, due to the technology used in the production of these sensors. This work deals with the synthesis and characterization of Cu-PDMS piezoresistive composites for making pressure sensors, in matrix form, for biomedical applications such as instrumented insoles, on / off sensor, among others. In order to analyze the material acting as a pressure sensor, samples with different compositions were manufactured and tested. For the study of the properties of each sample, electrical characterizations (electrical resistance with variable pressure, conductivity over time and impedance spectroscopy), mechanical characterizations (mechanical characterization of the material, tensile test and thermogravimetric test) and Scanning Electron Microscopy were performed (ME V). The results obtained show the possible ranges for using the material as a pressure sensor, and the factors that can influence its use.