цифровая электроника
вычислительная техника
встраиваемые системы

 
» » Новые электронные волоконно-оптические датчики «обоняют» и «слышат»

Новые электронные волоконно-оптические датчики «обоняют» и «слышат»

Автор: Mike(admin) от 15-10-2020, 21:55

Устройство, способное ощущать запахи, звук и осязание так, как это делают люди, может быть на один шаг ближе к тому, чтобы стать реальностью благодаря реализации электронных волокон, напечатанных на 3D-принтере.


Новые электронные волоконно-оптические датчики «обоняют» и «слышат»

Исследователи из Кембриджского университета говорят, что они использовали методы 3D-печати для создания этих «невидимых» электронных волокон, каждое из которых в 100 раз тоньше человеческого волоса. Функционируя как сенсоры, эти волокна обладают возможностями, превосходящими возможности обычных сенсорных устройств на основе пленки. Это согласно исследованию, опубликованному в журнале Science Advances.


Проводящие волокна малого диаметра обладают уникальными свойствами, которые отличают их от других классов проводящих микро- и наноструктур на основе пленки. Однако существующие методы производства, такие как химическое выращивание, мокрое прядение и прямая 2D/3D печать, не позволяют легко собирать архитектуру волокна. Это приводит к появлению функций устройства, в которых используются комбинации уникальных характеристик волокон: направленности, проводимости и высокого отношения площади поверхности к объему.


Чтобы решить эту проблему, исследователи из Кембриджа разработали новый метод печати, который можно использовать для изготовления бесконтактных носимых портативных респираторных датчиков, которые являются высокочувствительными и дешевыми в производстве. Их также можно подключить к электронному устройству, например к смартфону, для одновременного сбора информации о паттернах дыхания, звука и изображений.


Новые электронные волоконно-оптические датчики «обоняют» и «слышат»

Согласно исследовательской статье, волокна могут быть особенно полезны для приложений для мониторинга здоровья (например, частоты дыхания) и Интернета вещей. Энди Ван, первый автор исследования и аспирант инженерного факультета Кембриджа, использовал волоконный датчик для измерения количества выдыхаемой влаги, которая просочилась через его лицо во время различных имитируемых респираторных состояний, таких как регулярное дыхание, учащенное дыхание и кашель. По словам Вана, волоконно-оптические датчики превзошли аналогичные коммерческие датчики, доступные в настоящее время, особенно при мониторинге учащенного дыхания.


Ван и его коллеги напечатали на 3D-принтере композитные волокна, которые сделаны из серебра и / или полупроводниковых полимеров, используя разработанный ими метод, известный как печать волокон в воздухе (IFP). Этот метод создает структуру волокна сердцевина-оболочка с проводящей сердцевиной волокна высокой чистоты, обернутой в тонкую полимерную оболочку, которая действует как защитное покрытие. Она очень похожа на структуру электрических проводов, но в гораздо меньшем масштабе - всего несколько микрометров в диаметре.


В качестве доказательства концепции исследователи создали неорганические волокна из металлического серебра на основе реактивного синтеза на основе раствора и органические проводящие волокна PEDOT: PSS. Благодаря тому, что IFP может изготавливать волокна непосредственно в цепи, исследователи говорят, что они смогли использовать функциональные преимущества массива волокон для изучения новой архитектуры схемы, предоставляемой процессом IFP. А именно, этот процесс открывает двери для концепции трехмерных «плавающих электронных архитектур», которые объединяют органические и неорганические волокнистые материалы в одну прозрачную проводящую сеть.


Новые электронные волоконно-оптические датчики «обоняют» и «слышат»

В настоящее время команда разрабатывает метод IFP для ряда многофункциональных датчиков.




© digitrode.ru


Теги: носимая электроника




Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

Комментарии:

Оставить комментарий