Необычный сенсор можно растягивать более чем вдвое от первоначальной длины в любом направлении. После снятия нагрузки он вернётся в исходное состояние без складок и повреждений, не потеряв способность чувствовать прикосновения.

Перспективное покрытие для рук и туловищ роботов создали профессор Чжэнань Бао (Zhenan Bao) и её команда из Стэнфорда, известные нам по разлагаемой в теле человека электронике и электронной коже, впервые почувствовавшей прикосновение бабочки.

Нынешняя разработка группы Бао не столь чувствительна, как предыдущая модель, зато способна не только изгибаться, но и растягиваться. При этом она ещё и прозрачная.

Состоит новая кожа для роботов из трёх полимерных слоёв (использованы вариации силикона). Два внешних слоя — чуть более твёрдые (из полидиметилсилоксана), средний – более мягкий (полимер Ecoflex). Этот бутерброд способен накапливать электрические заряды, причём количество хранимых зарядов напрямую зависит от степени деформации среднего слоя.

Непрерывно измеряя свойства такого гибкого конденсатора, электроника и оценивает силу нажатия в той или иной точке.

По информации EurekAlert!, ключом к новой коже стали два слоя очень тонких и эластичных электродов, расположенных между парой внешних и внутренним слоями полимеров. Эти электроды формируют измерительную сетку.

Электроды с нужными свойствами учёные смастерили из одностенных углеродных нанотрубок, причём заставили нанотрубки сложиться в форме крошечных пружинок. Они способны растягиваться и изгибаться в широких пределах без нарушения своей целостности и без изменения уровня проводимости.

Чтобы добиться такого эффекта, группа учёных распылила жидкую суспензию нанотрубок на тонкий слой силикона, который затем был довольно сильно растянут последовательно в двух перпендикулярных направлениях.

Первоначально нанотрубки располагались на поверхности полимера хаотично, создавая комки. Но при растяжении плёнки некоторые из наноразмерных комков вытягивались вдоль линии растяжения. А при освобождении силикона его возврат к исходной форме заставлял эти вытянутые конгломераты молекул углерода скручиваться в подобие пружинок.

Впоследствии такие пружинки уже позволяли растягивать себя многократно без нарушения установившейся формы.

Создатели новой «кожи» утверждают, что, модифицировав сетку электродов, можно существенно повысить чувствительность датчика — до уровня прошлого варианта. Того самого, что ощущал на себе бабочек.

Но зато уже сейчас новый эластичный сенсор может похвастать необычайно широким диапазоном измеряемых усилий: «От сдавливания между большим и указательным пальцами до вдвое большего давления, чем развивающееся, когда слон стоит на одной ноге», — говорит один из участников работы Даррен Липоми (Darren Lipomi).

(Подробности новой работы можно найти в статье в Nature Nanotechnology.)

Категория: Полезное | 2 комментария »

Комментарии