Los investigadores “lo integraron en un par de mallas deportivas”, según la universidad. "Simplemente mirando su teléfono inteligente, los probadores pudieron ver cuándo estaban llegando a su límite y si debían tomar un descanso".
Esta no es la primera vez que se construye un hilo de detección capacitiva, pero este “hilo es considerablemente más sensible a los movimientos mínimos. Estirarlo incluso un poco produce fluctuaciones claramente medibles en el sensor's cargo”, dijo el investigador Tyler Cuthbert.
Se dedicó una gran cantidad de trabajo experimental y teórico a encontrar una estructura que lograra esta característica, lo que produjo un hilo en el que un electrodo es un elastómero conductor relativamente grueso (izquierda-est), alrededor del cual se enrolla en forma de hélice un delgado cable de cobre aislado, el otro electrodo. Al tirar, el alambre de cobre se endereza, muerde el elastómero y lo abomba en una hélice más ancha (cerrar a la izquierda).
El engorde cuando se estira es tan inusual que el efecto tiene su propio nombre: comportamiento 'auxético'.
“El cambio de capacitancia proviene de una combinación de la distancia entre los electrodos y luego el cambio en el área entre los electrodos”, dijo Cuthbert a Electronics Weekly. “El carácter auxético da como resultado una interacción entre los dos electrodos en forma de inmersión, lo que a su vez da como resultado una mayor área entre los electrodos. La combinación adecuada de parámetros (diámetros, paso helicoidal y relaciones) da como resultado la obtención del carácter auxético. Esto, a su vez, le permite alcanzar una sensibilidad superior”.
La comprensión teórica fue tal que el equipo también diseñó combinaciones helicoidales con un cambio de capacitancia casi nulo a medida que se estiraba el hilo de doble hélice.
El conjunto sensor final fue pasivo, con los terminales del sensor condensador conectado directamente a los extremos de una antena de cuadro (Derecho), que eventualmente se acoplaría a un teléfono.
Para realizar pruebas realistas, se cosió el sensor en mallas deportivas ajustadas (izquierda), con la antena cosida con hilo conductor directamente en la banda elástica.
“Dado que el sensor está ubicado tan cerca del cuerpo, podemos capturar los movimientos del cuerpo con mucha precisión sin que el usuario se dé cuenta”, dijo el investigador, el profesor Carlo Menon.
Los pasos menos regulares y la marcha más corta son indicadores de la aparición de cansancio en los corredores, dijo ETH, y los pantalones cortos de detección pudieron detectar esta situación.
El trabajo está cubierto en el artículo minucioso y claramente presentado 'HACS: sensores de tensión capacitivos de hilo auxético helicoidal con sensibilidad más allá del límite teórico', publicado en Advanced Materials, y disponible en su totalidad sin pago.