Китайские ученые вдохновились оригами при создании сенсоров, отслеживающих патологию
В статье High-Stretchability and Low-Hysteresis Strain Sensors Using Origami-Inspired 3D Mesostructures, опубликованной в журнале Science Advances, рассказывается о том, как исследователи из Калифорнийского университета Хангбо Чжао, Синхао Хуанг, Ляншу Лю, Юнг Хсин Лин, Руи Фенг, Йиян Шен и Юаньнинг Чанг разработали «растяжимые датчики деформации», которые могут измерять степень деформации объекта. Задача, — говорит автор статьи, доцент кафедры аэрокосмической и механической техники и биомедицинской инженерии Университета Южной Калифорнии Хангбо Чжао, — состоит в том, чтобы создать датчики, способные значительно растягиваться, быстро реагировать и давать точные показания даже при измерении больших и динамических деформаций. В существующих растягивающихся датчиках деформации в основном используются мягкие материалы, такие как резина, однако при многократном использовании этого материала могут происходить необратимые изменения его свойств, что приводит к получению ненадежных показателей, связанных с определением деформации. Поэтому исследователи разработали новый тип структуры для датчиков. Вдохновленные оригами, более жесткие материалы складываются таким образом, что электроды располагаются на каждой стороне панели (представьте себе датчик в виде перевернутой раскрытой книги с двумя электродами на передней и задней обложках). По мере разворачивания электродов фиксируется напряженность электрического поля между ними. Разработанная командой модель преобразует эти показания в измерения, фиксирующие амплитуду деформации. Созданные датчики могут растягиваться в три раза больше своего первоначального размера с высокой точностью считывания даже при многократном использовании. Кроме того, датчики реагируют очень быстро, обнаруживая деформации менее чем за 22 миллисекунды на очень маленьких участках (около 5 кв. мм). Кроме того, они способны определять деформацию с разных направлений. Такие датчики могут точно измерять большие и сложные деформации, что может найти применение при определении движений мягких роботов, отслеживании движений человеческих суставов и даже при мониторинге таких органов, как мочевой пузырь, для выявления отклонений, которые могут свидетельствовать о заболевании.Новости мира инноваций