Вчені створили електронний аналог котячих вусів
Відомо, що вуса є дуже важливим чуттєвим органом багатьох видів тварин, з їх допомогою тварини можуть відчувати найменші коливання повітря і дотику, що дозволяє їм орієнтуватися в навколишньому середовищі навіть при повній відсутності світла. Взявши за основу ідею, реалізовану природою у вигляді вусів тварин, учені з Національної лабораторії Каліфорнійського університету в Берклі за допомогою вуглецевих нанотрубок і срібних наночастинок створили електронний аналог. Ці електронні вуса є датчиками, здатними вловити перепади тиску в один Паскаль та їх застосування дозволить роботам орієнтуватися і пересуватися, уникаючи перешкод навіть у найскладнішій навколишньому середовищі.
"Наші електронні вуса являють собою волокна з пружного матеріалу, вкриті плівкою зі складною структурою, що складається з вуглецевих нанотрубок і срібних наночастинок" - розповідає Алі Джейви (Ali Javey), професор з Каліфорнійського університету і співробітник лабораторії Берклі, - "Проведені експерименти показали, що створені нами датчики вийшли мінімум у десять разів більш чутливі, ніж інші подібні ємнісні і резистивні датчики тиску, створені раніше".
Створюючи електронні вуса, дослідники нанесли на поверхню пружних полімерних волокон спеціальну пасту, що містить високу концентрацію вуглецевих нанотрубок. Ці нанотрубки сформували струмопровідну мережу, що має високий питомий електричний опір, на поверхню якої потім була нанесена плівка з срібних наночастинок. Наявність наночастинок зробило мережу з нанотрубок з високою чутливістю до механічних впливів і навантажень, які різко змінювали її електричну провідність.
Ключовим моментом, що забезпечує чутливість електронних вусів, є висока гнучкість полімерних волокон їх підстави. Навіть невелике зовнішнє вплив призводить до досить сильного вигину волокон і тягне за собою істотну зміну питомого опору датчика. В якості доказу працездатності датчиків-вусів дослідники розташували кілька таких датчиків на сферичній поверхні. Сполучені у певну електричну схему і підключені до комп'ютера ці датчики дозволили з високою точністю скласти карту розподілу повітряного потоку, обгинає цю сферу.
У майбутньому такі датчики можуть бути використані в якості дотикових органів різних роботів, які з їх допомогою отримають можливість навіть розпізнавати форми об'єктів, з якими вони контактують. Більше того, такі датчики можуть бути використані в медичних пристроях, імплантатах для контролю серцебиття, тиску та інших показників життєдіяльності організму людини.
"Наші електронні вуса являють собою новий тип вкрай високочутливих датчиків, які вимірюють силу зовнішнього впливу" - розповідає професор Джейви, - "Простота їх виробництва, їх малі габарити та вага можуть забезпечити цим датчикам досить широку область застосування, починаючи від робототехніки, людино-машинних інтерфейсів, до медицини та екологічного контролю".