به همت محققان؛

استفاده از ساختار لایه‌نازک برای ساخت حسگر‌های فشاری ممکن شد

محققان با استفاده از ساختار ساندویچی لایه‌نازک حسگر فشاری ساختند که انعطاف‌پذیر بوده و با حساسیت بالا می‌تواند سیگنال‌های الکتریکی ایجاد کند.

کد خبر: ۸۴۶۷۲۹

يکشنبه - ۲۱ ارديبهشت ۱۳۹۹ / May 10, 2020

به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، به تازگی مقاله‌ای در نشریه Nano Energy به چاپ رسیده که در آن محققان جزئیات مربوط به ساخت حسگر فشاری با حساسیت بالا را منتشر کرده‌اند. یکی از مزیت‌های این حسگر، مصرف صفر انرژی در حالت آماده به کار است و این موضوع جذابیت حسگر را برای استفاده در سامانه‌های هوشمند انعطاف‌پذیر افزایش داده است.

حسگر‌های فشاری انعطاف‌پذیر به دلیل پتانسیل کاربرد در پوست الکترونیک، توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده است. تاکنون روش‌های متعددی برای ایجاد تحول در این حسگر‌ها ارائه شده است تا بتوان سازوکار را از تحریک مکانیکی به سوی استفاده از سیگنال‌های الکتریکی تغییر داد.

با این حال، مسئله اصلی که همان تغییر سیگنال در این حسگر‌ها است، هنوز حل نشده است. پژوهشگران موسسه فناوری پیشرفته شنژن حسگر فشاری انعطاف‌پذیری ساختند که عملکرد قابل توجهی داشته و مصرف انرژی آن در حالت استندبای صفر است. این حسگر فشاری حساسیت بسیار بالایی داشته و پاسخ خطی در گستره وسیعی از فشار‌ها از خود نشان می‌دهد.

درون ساختار این حسگر، محققان یک اسپیسر قابل تنظیم مقاوم در برابر نور (PS) را به‌صورت ساندویچی میان دو لایه قرار دادند. این لایه یکی از جنس PDMS/اکسیدروی تقویت شده با آلومینیم است و لایه دیگر از جنس پیرامید/طلا است.

این حسگر فشاری زمانی که بیش از ۲۰٫۵ درجه خم شود از حالت عایق به حالت رسانا تغییر وضعیت می‌دهد. همچنین اگر این حسگر در خمش کمتر از ۲۰٫۵ درجه باشد، مصرف آن در حالت آماده به کار، صفر است.

این گروه تحقیقاتی برای تست عملکرد این حسگر، از آن روی بازوی داوطلبی استفاده کردند، در زمان خم شدن بازو، این حسگر، سیگنال‌ها را از طریق ماژول بلوتوث به‌صورت بی‌سیم به یک واحد عملکردی انتقال می‌داد. همچنین تعداد چراغ‌های LED روشن در واحد عملکرد به دلیل حرکت بازو و رسیدن سیگنال‌ها، افزایش می‌یافت.

نتایج نشان داد که حسگر فشاری ساخته شده در این پروژه دارای پتانسیل کاربردی در ادوات قابل پوشیدن هوشمند است. این ساختار ساندویچی جدید نقش مهمی در افزایش حساسیت خمش در حسگر ایفا کرده و همچنین به مصرف صفر انرژی در حالت آمده به کار کمک شایانی می‌کند.