Кубанский государственный технологический университет

Новый датчик давления можно крутить и растягивать

24-04-2012
Исследователи из Стенфордского университета разработали необычный датчик давления. Он не просто прозрачный – такие нам уже известны по сенсорным дисплеям мобильных устройств. Главная его особенность – высокая эластичность. Если его растянуть и отпустить, он возвращает исходную форму без остаточной деформации и потери функциональности.

По словам ученых, изобретение может быть использовано в электронике для создания сенсорных экранов нового типа, в медицине – для чувствительных к нажатию повязок или искусственной кожи протезов, в робототехнике – для конечностей и других внешних частей роботов.

В основе датчика – две прозрачные силиконовые подложки с углеродными одностенными нанотрубками, играющими роль крошечных пружин, реагирующих на давление.

Нанотрубки напыляются на подложку, которая растягивается перед помещением в датчик. В результате такого предварительного растяжения многие хаотически расположенные «нанопружины» вытягиваются и ориентируются в требуемом направлении.

Датчик можно растянуть, после чего он вернет прежнюю форму

Две устанавливаемые пластины растягиваются в перпендикулярных друг другу направлениях, чтобы реагировать не только на нажатие, но и на растяжение и сжимание, которые происходят в разных плоскостях. Между пластинами находится прозрачный слой, хранящий электрический заряд, подобно батарее. При воздействии на датчик меняется расстояние между пластинами, изменяя емкость промежуточного слоя, и это событие регистрируется.

«Датчик обладает чувствительностью в широком диапазоне – от нажатия пальцем до давления, вдвое превышающего вес слона, стоящего на одной ноге», – образно поясняет один из авторов разработки Даррен Липоми. Датчик можно растянуть более чем вдвое и отпустить, после чего он вернет исходную форму.

Теперь ученым предстоит научить устройство отличать сжатие от растяжения, поскольку в обоих случаях нанотрубки сближаются, но, по словам Липоми, это можно сделать, введя разные шаблоны давления. Кроме того, исследователи хотят повысить чувствительность датчика, чтобы он реагировал на вес мухи в 20 мг, которого они добились в одной из предыдущих разработок. Как считает ведущий автор Женан Бао, «нужно просто внести уже известные нам изменения в поверхность электрода, чтобы получить такую же чувствительность».

Читайте на CNews Пентагон модернизирует войска США: перечень новинок В США открылся первый частный космопорт Американцы развернут "Скайнет" над тихоокеанским регионо