Impressão 3D de sensores de grafeno para pneus inteligentes - Ciência e Engenharia de Materiais

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sexta-feira, 6 de novembro de 2020

Impressão 3D de sensores de grafeno para pneus inteligentes

 


Resumo: Cientistas desenvolveram sensores impressos em 3D a base de grafeno que são incrustados em pneus, destinados a veículos autônomos, que atuam fornecendo dados em tempo real e funcionam graças à piezoeletricidade.



O setor automotivo tende a criar veículos que tenham um funcionamento cada vez mais automático, desde apertar um botão para subir o vidro até a pilotagem automática. Para que os veículos possam conduzir de forma autónoma, são necessários vários sensores que irão indicar ao veículo o que fazer em várias situações.


Há um grande interesse na produção de vários milhões de veículos autônomos em um futuro próximo, o que exigirá vários sistemas de controle para garantir que sejam seguros para essa operação. Um grupo de cientistas, vendo isso, desenvolveu sensores para pneus inteligentes, para se ter um subsistema de controle e comunicação entre os pneus e a estrada, proporcionando uma detecção de parâmetros que atuem entre eles em tempo real.


Muitos estudos foram realizados, e recentemente os sensores baseados em grafeno mostraram alto desempenho e sensibilidade aumentada, tornando-os perfeitos para esta função. Os cientistas desenvolveram sensores impressos em 3D embutidos diretamente nos pneus, juntamente com um coletor de energia piezoelétrico embutido no pneu para alimentar os sensores e transmitir os dados sem fio, além da aprendizagem automática para análise de dados preditiva. Neste trabalho, o preço de um sensor impresso em 3D é estimado em cerca de 2,7 centavos.


A impressão 3D foi realizada pelo método de deposição em aerossol com tinta de grafeno, cálculos teóricos foram realizados para a modelagem. E para sua viabilidade foi desenvolvido um algoritmo de aprendizagem automática para estimar a pressão dos pneus. A maioria dos dados estava próxima da linha de erro zero.


Este trabalho nos mostra uma solução para evitar que os dados entre o sistema de monitorização da pressão dos pneus (TPMS) e a unidade central de processamento (CPU) sejam comprometidos, ou seja, as informações que a CPU receber da pressão dos pneus não será enganoso.


Esta pesquisa está publicada na revista Nature.




Referência:

Maurya, D., Khaleghian, S., Sriramdas, R. et al. 3D printed graphene-based self-powered strain sensors for smart tires in autonomous vehicles, Nature Communications, 26 de outubro, 2020; DOI: 10.1038/s41467-020-19088-y


Redação: Dennis Gonzales - UNILA