В Томском политехническом университете (ТПУ) сейчас идут работы над созданием уникальных гибких датчиков для дистанционного мониторинга конструкций. С их помощью можно будет отслеживать деформацию материалов, изменения температуры и давления. Разработка проходит в рамках федеральной программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» нацпроекта «Молодежь и дети» при участии экспертов компании «ЭВС».
Гибкие сенсоры открывают огромные возможности для разных отраслей: от нефтегазовой и строительной до энергетики, транспорта, робототехники и даже медицины. Особенно полезными они могут стать для наблюдения за трубами, резервуарами и другими критически важными конструкциями.
«Интерес к разработке подобных датчиков проявляют представители автопромышленности, энергетики, производители логистического и медицинского оборудования. Мы видим большую перспективу применения данной разработки в системах накопления и генерации энергии», — рассказал директор компании «ЭВС» Александр Матвеев.
Принцип работы устройства основан на технологии RLC-резонатора: это специальная электрическая схема, которая имеет свою «рабочую частоту», и когда датчик изгибается или нагревается, эта частота меняется. Фиксируя такие изменения, можно точно определить, деформировалась ли поверхность или изменилась ее температура. Само устройство состоит из гибкой полимерной основы и токопроводящих элементов, нанесенных лазером. Ученые уже получили первые рабочие образцы и провели успешные лабораторные испытания, проверив реакцию датчиков на нагрев и изгиб.
«Ключевой особенностью резонатора является возможность его беспроводного считывания с помощью индуктивной связи. Датчик демонстрирует высокую чувствительность к механическим деформациям и изменениям температуры. Под воздействием этих факторов электрические параметры устройства изменяются, что приводит к изменению его резонансной частоты. Кроме того, было обнаружено важное различие в отклике датчика: температура, в основном, влияет на интенсивность резонанса, в то время как деформация сдвигает его частоту. Это может стать ключом к разработке многофункциональных датчиков на основе этой технологии», — поясняет ключевой специалист проекта, инженер-исследователь Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий Илья Петров.
Сейчас команда работает над улучшением дизайна датчиков и созданием алгоритмов, которые позволят точно разделять влияние температуры и деформации, а также компенсировать помехи от расстояния между сенсором и считывателем.
Экспериментальные образцы гибких RLC-резонаторов, разработанные коллективом научной группы ТERS-Team Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий, были представлены на одной из самых крупных отраслевых площадок — 28-й международной выставке химической промышленности и науки «ХИМИЯ-2025» в Москве.