Ein Forschungsteam unter der Leitung von Huanyu "Larry" Cheng, außerordentlicher Professor für Ingenieurwissenschaften und Mechanik an der Pennsylvania State University, hat kürzlich in der Fachzeitschrift „Nano-Micro Letters“ eine Arbeit veröffentlicht, die einen neuartigen Drucksensor auf Basis von reduziertem Graphenoxid-Aerogel (rGOA) vorstellt. Dieser etwa acht Millimeter große Sensor wird mittels Gefrierguss-Technologie hergestellt, was eine anisotrope Mikrostruktur erzeugt, die gleichzeitig hohe Empfindlichkeit, einen breiten Messbereich und langfristige Stabilität ermöglicht. Ein einzelner Sensor kann einer Kraft von etwa drei Unzen standhalten und zuverlässig über 20.000 Belastungs- und Entlastungszyklen arbeiten.
Der Drucksensor wird hergestellt, indem das rGOA zwischen synthetische Kunststofffolien und silikonbasierte Polymermaterialien eingebettet wird, wodurch ein stabiler elektrischer Kontakt und mechanische Robustheit gewährleistet werden. Tests zeigen, dass seine Empfindlichkeit fast doppelt so hoch ist wie die herkömmlicher Sensoren, mit Ansprech- und Erholungszeiten von nur etwas mehr als 100 Millisekunden bzw. 40 Millisekunden. Diese Sensoren können zu Arrays zusammengesetzt werden, um eine künstliche „Haut“ zu bilden, die zur präzisen Messung der Druckverteilung eingesetzt werden kann, beispielsweise für den Tastsinn von Robotern und Prothesentechnologien.
Die Sensor-Arrays können Druckänderungen in Echtzeit überwachen, die Form und Größe von Objekten erkennen, Robotern beim Greifen empfindlicher Gegenstände wie Tofu und Watte helfen und zur Überwachung der Batteriegesundheit in Elektrofahrzeugen eingesetzt werden. Das Team plant, die Größe weiter zu reduzieren, die Biokompatibilität zu verbessern und die Integration mehrerer Sensorfunktionen zu erforschen, um die kommerzielle Anwendung in Wearables und gewerblichen Robotern voranzutreiben.
Veröffentlichungsdetails: Autor: Ty Tkacik, Pennsylvania State University; Titel: „Q&A: Robots can't feel, but novel sensors could change that“; erschienen in: „Nano-Micro Letters“ (2026).
