Silicon Taiga: Изготовилены эластичные датчики совершенно нового типа

Емкостным сенсорным датчиком уже не удивишь никого в наше время, они используются повсеместно, практически в каждом смартфоне и планшетном компьютере. Но группа исследователей из Стэндфордского университета, взяв за основу принцип емкостного сенсорного датчика, изготовили эластичные датчики совершенно нового типа, которые могут использоваться во всевозможных областях, от потребительской электроники до робототехники.

Новый сенсорный емкостной датчик является прозрачным и сверхэластичным. Его можно многократно деформировать и скручивать, но он каждый раз возвращается к первоначальному виду. Благодаря такой эластичности эти датчики можно присоединить к любой поверхности, даже самой сложной формы, давая тем самым роботам и другим механизмам возможность чувствовать. Ну и конечно, новый датчик может использоваться в сенсорных экранах смартфонов и компьютеров.

Обычно емкостные датчики работают следующим образом - есть две параллельных проводящих пластины, разделенных слоем тонкого диэлектрического материала. Когда на одну из этих пластин оказывается давление, диэлектрический материал сжимается и уменьшается расстояние между пластинами. При этом изменяется электрическая емкость датчика, что может быть измерено и определено количественно. В качестве проводящих пластин в новом гибком датчике использована тончайшая кремниевая пленка с напыленными на ее поверхность углеродными нанотрубками. Напыление нанотрубок производится специальным образом, благодаря чему они укладываются на поверхности кремния в спиралевидные структуры.

Использование структур из нанотрубок позволяет во много раз увеличить емкость датчика и обеспечить его высокую чувствительность. Некоторые из экземпляров датчиков способны реагировать даже на прикосновение мухи, вес тела которой составляет всего 20 миллиграмм. Но эта медаль имеет и обратную сторону. При производстве новых датчиков очень трудно получить повторяемость характеристик, поэтому каждый экземпляр такого датчика должен подвергаться процессу индивидуальной калибровки.