Нови научнофантастични безконтактни сензори усещат нещата, без да ги докосват
Екип от откриватели от Източнокитайския университет за просвета и технологии (ECUST) е създал еластичен пласт от нов материал, който може да засича придвижванията на близки обекти, без да влиза в контакт с тях.
Екипът показва технологията си в очила, които могат да наблюдават мигането на човешкото око.
Човешката кожа има тази вродена дарба да усеща наличието на различен обект, даже в случай че не е в директен контакт с него. Изследователите са се пробвали да дублират тези качества в безконтактни датчици, като да вземем за пример системи за уведомяване за непосредственост на транспортни средства.
Друго евентуално приложение на такива датчици е подобряването на дребни устройства като смарт телефоните. Безконтактен датчик, който може да открива статично електричество, би могъл да открива дребни придвижвания и даже да разпознава по-голям брой жестове с пръсти. Опитите за разработване на такива датчици обаче не оправдаха упованията все още.
Проблемите с безконтактните датчици
Ограниченията на създадените до момента безконтактни датчици варират от количеството заряд, което могат да задържат до типа на обектите, които могат да откриват. Освен това те не са лесни за разработване.
„ Трудностите при изработването на безконтактните датчици са свързани с избора на „ електретни “ материали и проектирането на структурата на датчика. “
споделя Йимин Уанг, откривател в ECUST, в имейл до Interesting Engineering
Електретът е материал, който е електрически зареден и основава външно електростатично поле, сходно на магнитното поле, създавано от магнит.
„ Повечето от създадените сега безконтактни датчици се зареждат от търкане и зарядите изчезват в границите на няколко часа. “
добавя Уанг
Електретните материали могат да се срещат в природата и да се създават синтетично. Полиетилентерефталат (PET) е постоянно срещан образец за електрет. Нов електретен материал
Заедно със Сюнлин Цю, Фужен Сюан и други откриватели от ECUST, Уанг създава нов електретен материал, употребявайки трикомпонентна система, в която горният сензорен пласт е от флуориран етиленпропилен (FEP). Електропроводим пласт и гъвкава пластмасова основа съставляват междинния и долния пласт на материала.
След това те зареждат материала с разполагаем в комерсиалната мрежа поляризационен инструмент и го тестват за способността му за разкриване на непосредственост. Когато обектите се доближавали до повърхността на FEP, техният неподвижен заряд предизвиквал протичане на ток в датчика, което разрешавало да бъдат открити, без да бъдат докосвани.
В своите опити откривателите сполучливо откриват обекти от стъкло, гума, хартия и алуминий, сложени на разстояние 2-20 мм от датчика.
Изследователите също по този начин демонстрираха, че техният датчик е минал през 3000 цикъла на доближаване и отдалечаване за два часа, без да загуби заряда си. Уанг приписва това на FEP, който има висока дарба за задържане на заряда, което „ фрапантно удължава времето за работа “.
За да показват практическото приложение на сензорния пласт, откривателите го слагат върху вътрешната страна на лещата на очила. Сензорът има за задача да открива миглите на потребителя. Когато потребителят мигаше с буквите E-C-U-S-T в морзовата писменост, датчикът сполучливо ги откриваше.
Изследователите се надяват, че тяхната технология ще помогне на хора, които не могат да приказват, да поддържат връзка и даже да засичат сънливостта на водачите по време на шофиране.
Област, в която откривателите считат, че датчикът може да се усъвършенства, е неговата бистрота. „ Проводимият пласт ITO, който използвахме сега, леко понижава прозрачността на датчика. На последващо място, проводящи материали с по-висока бистрота биха били мощно мечтани “, заключава Уанг в имейла до IE.
Резултатите от проучването са оповестени през днешния ден в списание ACS.
