Ученые создали сверхчувствительный датчик давления

Ученые создали новый сверхчувствительный датчик давления, который способен взвесить даже пушинку: по данным журнала Advanced Functional Materials, по точности он превосходит аналоги в десятки раз.

Ученые создали сверхчувствительный датчик давления | Фото: Pixabay / Skitterphoto

Фото: Pixabay / Skitterphoto

«Разработчики современных датчиков давления на основе фольги обычно отдают предпочтение точности и надежности измерений в ущерб чувствительности и диапазону замеряемых значений, - пояснил один из разработчиков физик из Университета Сассекса Шон Огилви. - У наших датчиков такой проблемы нет».

Датчики давления обычно универсальны: они могут измерять различные деформации, которые вызывают прилагаемая к ним сила, неровности поверхности, ускорение и другие физические явления. Как правило, эти приборы состоят из упругой подложки, на поверхность которой наносится электрическая цепь. Когда такую подложку растягивают, ее сопротивление меняется. Благодаря этому можно измерить силу растяжения. Как правило, каждый такой датчик предназначен для работы в очень узком диапазоне масс или измеряемых сил. Дело в том, что используемые при их изготовлении материалы достаточно плохо переносят сильное растягивание, а при приложении небольшой силы их сопротивление почти не меняется.

Огилви и его коллеги решили эту проблему. Композитный полимерный материал, который они разработали, может растягиваться почти в два раза и при этом меняет свое сопротивление очень плавно. Он состоит из двух компонентов - наночастиц графена, «двумерного» углерода, а также кремнийорганического полимера PDMS.

Как показали первые эксперименты с таким материалом, при растяжении его сопротивление меняется примерно в 10 млн раз. Это абсолютный рекорд для подобных материалов. Причем то, как меняется сопротивление их разработки, можно предсказать. Для большинства других композитных материалов это не характерно.

Основу для прототипов датчиков давления ученые создали из резины, встроив в нее сферические частицы из этого материала. Они могут реагировать на изменения в давлении в 0,1% и выдерживать растягивание на дополнительные 80% от их длины. Это позволяет использовать их как для определения массы условной пушинки, так и для более серьезных измерений.

Ученые отмечают, что такие устройства можно одновременно использовать для измерения частоты сердцебиения человека, прикрепляя их к коже пациентов над артериями, и для того, чтобы наблюдать за их движениями и дыханием. Огилви и его коллеги надеются, что это поможет разработке проникнуть в быт и промышленность в самое ближайшее время.

#ученые #изобретение #вес #давление

Материал опубликован в газете «Санкт-Петербургские ведомости» № 098 (6696) от 09.06.2020 под заголовком «Весы для пушинки».


Комментарии



Загрузка...

Самое читаемое

#
#
Новые предметы и знания. Что изменится в российских школах с 1 сентября 2019 года
26 Августа 2019

Новые предметы и знания. Что изменится в российских школах с 1 сентября 2019 года

Рассказываем, что ждет учащихся уже через несколько дней.

Вода из колодца - по лицензии. На кого распространяется новый закон?
26 Августа 2019

Вода из колодца - по лицензии. На кого распространяется новый закон?

С 1 января пользование скважинами и колодцами будет разрешено только по документу.

Белые – в Лосево, маслята – в Синявино. 8 самых грибных мест Ленобласти
20 Августа 2019

Белые – в Лосево, маслята – в Синявино. 8 самых грибных мест Ленобласти

Помогаем не очень опытным грибникам и любителям пробовать новое разобраться, в какие леса лучше всего выходить с ножом и лукошком.

В таких туфлях лететь нельзя! Курьезные случаи с пассажирами самолетов
08 Августа 2019

В таких туфлях лететь нельзя! Курьезные случаи с пассажирами самолетов

Как обувь приняли за взрывчатку, а на борт пронесли летучую мышь.

Финляндия объяснила ужесточение визовых правил для петербуржцев
05 Августа 2019

Финляндия объяснила ужесточение визовых правил для петербуржцев

С первого сентября туристам надо показывать план поездки и подтверждения наличия финансовых средств.

Спасибо, нам не надо. Китай не хочет присоединяться к новому договору о ликвидации ракет
05 Августа 2019

Спасибо, нам не надо. Китай не хочет присоединяться к новому договору о ликвидации ракет

Пекин еще раз официально заявил, что выступает против превращения ДРСМД в многостороннее соглашение.

Демографический сюрприз. Как меняется численность населения Петербурга и Ленобласти
02 Августа 2019

Демографический сюрприз. Как меняется численность населения Петербурга и Ленобласти

В черте Северной столицы и области вызревают города-стотысячники.

Перевозчики экономят. Еще одна авиакомпания отказалась от бесплатного питания для пассажиров
08 Июля 2019

Перевозчики экономят. Еще одна авиакомпания отказалась от бесплатного питания для пассажиров

На борту самолетов будут предлагаться только прохладительные напитки.

В «Сестрорецком болоте» проложат 3 км экотроп
02 Июля 2019

В «Сестрорецком болоте» проложат 3 км экотроп

Здесь сохранились такие растения и мхи, которых не встретишь больше нигде в окрестностях Петербурга.

Женский вопрос. Эксперт – об использовании феминитивов в юридическом языке
25 Июня 2019

Женский вопрос. Эксперт – об использовании феминитивов в юридическом языке

Суды активно используют слова «истица» и «заявительница», а слово «юристка» встречается лишь однажды.

Как грамотно уйти с работы? Советы юриста
13 Июня 2019

Как грамотно уйти с работы? Советы юриста

При увольнении «по собственному» человек помимо положенной зарплаты получает лишь компенсацию за неиспользованный отпуск.

Открывайте двери! В квартирах россиян будут искать незаконную перепланировку
03 Июня 2019

Открывайте двери! В квартирах россиян будут искать незаконную перепланировку

Верховный суд РФ решил: управляющая компания имеет право доступа на жилплощадь с целью проверки.