حسگرهای فشاری با حساسیت بالا

حسگرهای فشاری با حساسیت بالا

733 403 نوفن حامی البرز

حسگرهای فشاری با حساسیت بالا

 

محققان با استفاده از ساختار ساندویچی لایه‌نازک، حسگرهای فشاری با حساسیت بالا ساختند که انعطاف‌پذیر بوده و با حساسیت بالا می‌تواند سیگنال‌های الکتریکی ایجاد کند.
به تازگی مقاله‌ای با عنوان High-performance zero-standby-power-consumption-under-bending pressure sensors for artificial reflex arc در نشریه Nano Energy به چاپ رسیده که در آن محققان جزئیات مربوط به ساخت حسگرهای فشاری با حساسیت بالا را منتشر کرده‌اند.

یکی از مزیت‌های حسگرهای فشاری با حساسیت بالا، مصرف صفر انرژی در حالت آماده به کار است و این موضوع جذابیت این حسگر را برای استفاده در سامانه‌های هوشمند انعطاف‌پذیر افزایش داده است.

حسگرهای فشاری با حساسیت بالا 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 همانا 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.

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.
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 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 می‌یابد.

این 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.

شرکت خودروسازی “ولوو” (Volvo ) اعلام کرده است قصد دارد در نسل جدید خودروهای خودرانش از فناوری لیدار استفاده کند.

لایدار (Lidar) یا لیدار، یکی از فناوری‌های سنجش از راه دور است که با تاباندن لیزر به هدف و تجزیه و تحلیل نور بازتاب‌شده، فاصله را اندازه می‌گیرد. لایدار مشابه رادار است که بعضی اوقات نیز رادار لیزری نامیده می‌شود. اختلاف اصلی لایدار و رادار، طول موج‌های تابشی مورد استفاده است. رادار از طول موج‌هایی در ناحیه رادیویی استفاده می‌کند در حالی که لایدار طول موج‌های لیزری بکار می‌برد.

وسایل نقیله خودران امروزه بسیار پیشرفته هستند و از دوربین و رادار و جی.پی.اس گرفته تا حسگرهای فراصوت درون آنها تعبیه شده است. با این حال ، به طور کلی فناوری لیدار به دلیل گران بودن در بین آنها نبوده است. حال شرکت ولوو اعلام کرده قصد دارد از سال ۲۰۲۲ در نسل جدید خودروها خودرانش فناوری لیدار نرم افزار “لومینار” (Luminar) را تعبیه کند.

لیدار با انتشار پالس‌هایی از نور لیزر که میلیون‌ها بار در ثانیه منتشر می‌شوند، کار می کند و فاصله اشیای اطراف با خودرو را با ایجاد نقشه زنده سه بعدی از محیط بر اساس نور منعکس شده تعیین می‌کند. این نوع فناوری وسایل نقلیه خودران فورد را قادر ساخته است تا در برف و تاریکی حرکت کنند، در حالی که تویوتا نیز قصد دارد از فناوری لیدار در نسل بعدی وسایل نقلیه خودران خود استفاده کند. البته “ایلان ماسک” مدیرعامل شرکت تسلا با استفاده ازچنین فناوری گرانی مخالف است و استفاده از آن را غیرضروری می‌داند.

 

منبع: باشگاه خبرنگاران