В Китае разрабатывают носимые датчики из шелка с наночастицами

Москва, 15:56, 21 Авг 2017, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Носимые датчики тела становятся чрезвычайно востребованной технологией. Ученые из Китая сообщают, что они находятся на пороге использования шелка для более чувствительного и гибкого поколения этих многоцелевых устройств, которые контролируют множество функций тела в реальном времени.

«Шелк — идеальный материал для изготовления датчиков, которые носят на теле», — говорит автор, Инджинг Чжан. «Одна из возможностей, которую мы предполагаем, заключается в том, что они будут использоваться в качестве интегрированной беспроводной системы, которая позволит врачам легче контролировать пациентов удаленно».

Датчики тела обычно изготавливаются из полупроводников, и показали большой потенциал для мониторинга состояния здоровья человека. Но у них есть ограничения. Например, датчики деформации, которые измеряют изменения в силе, не могут быть очень чувствительными и очень растяжимыми одновременно. Шелк, натуральный материал, который прочнее стали и более гибкий, чем нейлон, мог бы преодолеть эти проблемы. Шелковое волокно также легкое и биосовместимое. Однако шелк не очень хорошо проводит электричество. Чтобы решить эту проблему, ученые из Университета Цинхуа в Китае попытались найти способ повысить проводимость шелка, чтобы его можно было успешно использовать в устройствах для измерения параметров тела.

Исследователи решили попробовать две разные стратегии. В одном подходе они обрабатывали шелк в среде инертного газа с температурой от 1,121 до 5,432 градуса по Фаренгейту. В результате шелк стал наполненным N-легированным углеродом с некоторыми графитированными частицами, которые являются электропроводящими. Используя этот метод, ученые разработали датчики деформации, датчики давления и двухрежимный датчик, способный одновременно измерять температуру и давление.

В другом подходе ученые кормили гусениц шелкопрядов либо графеновыми, либо углеродными нанотрубками, и некоторые из этих наночастиц были естественно включены в шелк. Этим методом до сих пор не удавалось произвести электропроводящие волокна, но исследователи все еще экспериментируют с этой техникой и надеются, что они могут заставить ее работать.

Основываясь на предварительных результатах, Инджинг Чжан хочет изучить способы создания интегрированного набора датчиков на основе шелка, которые будут питаться от наногенераторов. Он также предполагает, что шелковые датчики могут использоваться для создания более реалистичных роботов, которые могут ощущать прикосновение, температуру или влажность и даже различать голоса разных людей.