Забудьте умные часы, несите умную рубашку - разработан недорогой датчик, который можно внедрять в ткани и композитные материалы.
Исследователи из UBC Okanagan's School of Engineering разработали недорогой датчик, который можно внедрять в ткани и композитные материалы. Такой датчик можно будет применять в "умной" одежде, которая сможет контролировать движение человека.
credit: pixabay.com
Встроенный микроскопический датчик способен распознавать локальное движение по растяжению тканых нитей, обработанных нанопластинками графена, которые могут считывать активность организма, объясняет профессор инженерного дела Мина Хуфар.
«Микроскопические датчики меняют способ наблюдения за машинами и людьми», - говорит Хорфар, ведущий исследователь в лаборатории Advanced Thermo-Fluidic Lab в кампусе UBC в Оканаган. «Сочетая сокращение технологий и повышение точности, эта область видится очень перспективной».
Эта «технология сжатия» использует явление, называемое пьезорезистивным сопротивлением - электромеханический отклик материала, когда он находится под напряжением. Эти крошечные датчики продемонстрировали большие перспективы в обнаружении движений человека и могут быть использованы для мониторинга сердечного ритма или контроля температуры, объясняет Хуфар.
Ее исследование, проведенное в сотрудничестве с Научно-исследовательским институтом материалов и производства UBC Okanagan, показывает потенциал недорогого, чувствительного и растягивающегося датчика для ткани. Датчик может быть вплетен в спандекс, а затем обернут в эластичную силиконовую оболочку. Эта оболочка защищает проводящий слой от жестких условий и позволяет создавать моющиеся датчики, которые можно носить.
В то время как идея умной одежды - ткани, которая может сказать пользователю, когда нужно попить или когда отдыхать - может изменить индустрию легкой атлетики. Профессор UBC Аббас Милани говорит, что у датчика есть и другие области применения. Он может отслеживать деформации армированных волокнами композитных тканей, которые в настоящее время используются в таких передовых отраслях, как автомобилестроение, аэрокосмическая и морская промышленность.
«Недорогой растягиваемый композитный датчик также показал высокую чувствительность и может обнаруживать небольшие деформации, такие как растяжение пряжи, а также неплоские деформации в недоступных местах внутри композитных ламинатов», - говорит Милани, директор Исследовательского института материалов и производства UBC. ,
Испытания показывают, что дальнейшие улучшения его точности могут быть достигнуты путем точной настройки смеси материала датчика и улучшения его электропроводности и чувствительности. В конце концов, это может позволить выявить основные недостатки, такие как «сморщивание волокон», при производстве современных композитных конструкций, таких как те, которые в настоящее время используются в самолетах или кузовах автомобилей.
«Усовершенствованные текстильные композитные материалы максимально сочетают в себе прочность различных армирующих материалов и моделей с различными вариантами смолы», - говорит он. «Интеграция сенсорных технологий, таких как пьезорезистивные датчики, изготовленные из гибких материалов, совместимых с основным армирующим материалом, становится настоящим переломным моментом в новую эру интеллектуального производства и современные тенденции в области автоматизации».
Источник: Hossein Montazerian, Armin Rashidi, Arash Dalili, Homayoun Najjaran, Abbas S. Milani, Mina Hoorfar. Graphene‐Coated Spandex Sensors Embedded into Silicone Sheath for Composites Health Monitoring and Wearable Applications. Small, 2019; 15 (17): 1804991 DOI: 10.1002/smll.201804991
Вас также может заинтересовать: