Сверхчувствительный тензометрический датчик использует свет для измерений

Тензометрические датчики, которые могут точно измерять изгиб больших и малых суставов, достаточно трудно изготовить. Пьезорезистивные устройства, как правило, имеют замедленную реакцию и не стабильны в долгосрочной перспективе, в то время как емкостные датчики не очень чувствительны, а присутствующие по соседству электромагнитные поля могут оказывать на них влияние.

Недавно исследователи южнокорейского технологического института KAIST разработали совершенно уникальный метод измерения деформации, основанный на определении оптического пропускания нового материала при его изгибе. Информация об этом исследовании была опубликована в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.

Этот материал состоит из Ecoflex - оптически прозрачного силикона с платиновым катализатором, который содержит бесчисленное множество углеродных нанотрубок. Ecoflex используется в киноиндустрии для изготовления масок, ран и других вещей, похожих на человеческие ткани, и хорошо прилипает к коже. Когда такой комбинированный материал сгибается, в нем возникают крошечные трещины, которые изменяют прохождение света через него. Экспериментируя с этим материалом и определяя прохождение света, исследователи смогли достичь чувствительности в десять раз большей, чем у существующих оптических тензометрических датчиков, с динамическим диапазоном от 0% до 400%.

Чтобы проверить, действительно ли такой датчик может работать в течение длительного времени, исследователи изгибали его 13 000 раз без какого-либо детектируемого дрейфа сигнала. При тестировании на людях прибор смог точно определить сгибание пальца, движение сонной артерии под кожей и мышц вокруг рта во время разговора.