North Carolina State University -Forscher haben Silbernanodrähteverwendet werden, um tragbare, multifunktionale Sensoren, die in der biomedizinischen , militärische oder sportlich -Anwendungen , einschließlich der neuen Prothesen , Robotersysteme und flexible Touch Panels verwendet werden könnten, zu entwickeln. Die Sensoren können Dehnung, Druck , menschliche Note und bioelektronische Signale wie Elektrokardiogramme zu messen.
Farbsäume " elektrische Feldänderungen" Die Technologie basiert auf entweder physikalischen Verformung oder auf Basis " . Letzteres ist sehr ähnlich zu der in Smartphone- Touchscreens verwendet Mechanismus , aber die Sensoren die wir entwickelt haben, sind dehnbar und kann auf einer Vielzahl von gekrümmten Oberflächen montiert werden wie die menschliche Haut ", sagt Shanshan Yao , ein Ph.D. Student an der NC State und führen Autor der ein Papier über die Arbeit .
" Diese Sensoren können verwendet werden , um die Entwicklung der Prothetik , die Bewegung eines Benutzers reagieren und Feedback geben , wenn im Einsatz ", sagt Dr. Yong Zhu, ein Associate Professor für mechanische und Raumfahrttechnik an der NC State und leitende Autor des Papiers. " Sie könnten auch verwendet werden, um die Robotik , die " fühlen " können ihre Umgebung zu schaffen , oder die Sensoren können in die Kleidung eingearbeitet , um die Bewegung zu verfolgen und zu überwachen körperliche Gesundheit eines Menschen ist. "
Die auf Zhus früheren Arbeiten gebaut Forscher hoch leitfähigen und elastischen Leiter von Silber -Nanodrähte entstehen lassen. Spezifisch eingeschlossen die Forscher ein Isoliermaterial zwischen zwei der dehnbare Leiter . Die beiden Schichten haben dann die Möglichkeit - als " Kapazität " - , um elektrische Ladungen zu speichern. Schieben, Ziehen oder Berühren der dehnbaren Leiter verändert die Kapazität . Die Sensoren arbeiten durch Messung , dass die Änderung der Kapazität .
"Erstellen dieser Sensoren ist einfach und kostengünstig ", sagt Yao . " Und wir haben bereits die Sensoren in verschiedenen Prototyp -Anwendungen unter Beweis gestellt. "
Zum Beispiel verwendet die Forscher diese Sensoren zu Daumenbewegung , die nützlich bei der Kontrolle der Roboter oder Prothesen werden können überwachen. Die Forscher zeigten auch einen Antrag auf Knie Bewegungen zu überwachen, während ein Proband läuft, Gehen und Springen .
" Durch die Verformung in diesen Bewegungen beteiligt ist groß , und würde eine Menge andere Sensorvorrichtungen zu brechen ", sagt Zhu . "Aber unsere Sensoren auf 150 Prozent oder mehr ihrer ursprünglichen Länge gedehnt werden, ohne Funktionalität zu verlieren , so dass sie damit umgehen. "
Die Forscher entwickelten eine Reihe von Sensoren, die Druckverteilung , die für den Einsatz in der Robotik und Prothetik -Anwendungen zuordnen. Die Sensoren weisen eine schnelle Reaktionszeit - 40 Millisekunden - also Dehnung und Druck in Echtzeit überwacht werden.