Разработан новый датчик света, тепла и касания
Москва, 10:51, 15 Май 2019, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.
Вдохновленные поведением кожи, исследователи из Университета Линчёпинга разработали датчик, подходящий для ее электронного аналога. Он измеряет изменения температуры тела, реагируя на свет и теплые прикосновения.
Роботы, протезы и диагностические системы – 3 сферы, для которых разрабатывается электронная кожа. Ученые хотят, чтобы материал был гибким и чувствительным. Специалисты из Университета Линчёпинга приблизились к созданию такой системы, соединив несколько физических явлений и материалов, сообщает sciencedaily.com. Они получили датчик, который, как и кожа, может чувствовать изменения температуры при прикосновении к теплому объекту, и тепло солнечного света.
«На работу нас вдохновили природные процессы», — сказала Мина Ширан Чахарсуги.
Исследователи объединили пироэлектрические и термоэлектрические эффекты нано-оптического феномена. В первом случае изменения температуры ведут к сильному, но краткосрочному электрическому сигналу. В термоэлектрических материалах ток появляется, когда одна сторона холодная, вторая – горячая. Сигнал генерируется медленно, требуется некоторое время, чтобы его можно было измерить.
«Мы хотели использовать лучшие свойства обоих явлений. Мы объединили пироэлектрический полимер с термоэлектрический гель, созданный Так Дэн Чжао, Симоне Фабиано и их коллегами в прошлых работах. В результате получился сильный сигнал, существующий, пока сохраняется воздействие», — сказал Магнус Йонссон.
Взаимодействие материалов усиливает импульс. Новый датчик также использует нано-оптическую структуру, известную как плазмоны.
«Они появляются при столкновении света с металлическими наночастицами, вроде золота и серебра. Он заставляет электроны колебаться в унисон, формируя плазмон. Явление обеспечивает наноструктурам экстраординарные оптические свойства, вроде рассеяния и поглощения света», — сказал Йонссон.
В датчике используется электрод в виде тонкой золотой пленки с наноотверстиями. Направленный на солнце, он может преобразовывать видимый свет в стабильный сигнал. Датчик также чувствителен к давлению. Сигнал возникает, когда к нему прикасаются пальцем, но не пластиком с той же силой.
«Устройство реагирует на тепло руки», — объяснил Йонссон.
Исследование описано в журнале Advanced Functional Materials.
