Исследователи из Университета штата Северная Каролина разработали растягиваемый датчик деформации, который обладает большой чувствительностью и функционирует в широких диапазонах. Об этом сообщает пресс-служба университета.
Измерение деформации полезно во областях, например, в устройствах, измеряющих кровяное давление или физическое движение. Однако чувствительные датчики деформации, способные обнаруживать небольшие изменения, нельзя растянуть слишком сильно. С другой стороны, датчики, которые можно растянуть на большую длину, обычно не очень чувствительны.
«Датчик, который мы разработали, чувствителен и способен выдерживать значительную деформацию, — рассказывают инженеры. — Дополнительной особенностью является то, что датчик очень надежен даже при перенапряжении, а это означает, что он вряд ли сломается, когда приложенное усилие случайно превысит диапазон измерения”.
Новый датчик состоит из сети серебряных нанопроволок, встроенных в эластичный полимер . Полимер представляет собой узор из параллельных надрезов одинаковой глубины, чередующихся с обеих сторон материала: один разрез слева, один справа, затем один слева и так далее.
“Эта особенность — узорчатые разрезы — позволяет увеличить диапазон деформации без ущерба для чувствительности, — поясняют авторы. — Датчик измеряет деформацию, измеряя изменения электрического сопротивления. По мере растяжения материала сопротивление увеличивается. Разрезы на поверхности датчика перпендикулярны направлению его растяжения. Это служит двум целям. Во-первых, разрезы позволяют датчику значительно деформироваться. Поскольку надрезы на поверхности растягиваются, создавая зигзагообразный рисунок, материал может выдерживать существенную деформацию без разрушения. Во-вторых, когда разрезы открываются, это заставляет электрический сигнал двигаться дальше, перемещаясь вверх и вниз по зигзагу.»
Чтобы продемонстрировать чувствительность новых датчиков авторы создали на их основе ряд устройств для измерения артериального давления, а также человеко-машинный интерфейс. В том числе, из этого датчика изготовили трехмерный сенсорный контроллер, который можно использовать для управления компьютерной игрой.