哈佛大學創造全新“智能織物”應變傳感器兼具強度和靈敏度
為了監測穿戴者的動作,智能織物通常會加入應變測量傳感器。而這樣的傳感器往往是不切實際的脆弱,但哈佛大學的科學家們卻創造了一種新的傳感器,它真的可以承受得住。原型設備的核心是一個導電碳纖維陣列,夾在兩片預應力的彈性聚合物之間。單根纖維以一種稱為蛇形蜿蜒的模式排列。這意味著,就像蛇的身體起伏一樣,它們會左右來回擺動。
因此,碳纖維陣列有點像一個扁平的Slinky,當從兩端拉開時,它就會被拉開。然而,隨著纖維被拉開的距離越遠,傳感器的導電性也會相應降低。因此,通過持續監測通過設備的電流,就可以確定它的應變程度。
更重要的是,該傳感器非常敏感,即使是織物的微小運動也會產生讀數。據研究人員介紹,這類設備通常會有一個折衷,即它們的脆弱性會隨著靈敏度的提高而增加。然而,據報導,這種高靈敏度的應變傳感器可以在被錘子擊中、被汽車碾壓、被手術刀刺傷以及經歷10次洗衣機循環的情況下倖存下來。
此外,與其他提供類似靈敏度的傳感器不同,哈佛的這個傳感器並沒有加入昂貴的材料,也不需要專門的生產設備。
在實驗室測試中,該裝置被納入志願者佩戴的織物套筒中。通過檢測與該人前臂肌肉彎曲相關的應變變化,該技術能夠識別包括握拳、張掌和捏手動作在內的手勢。
最近,一篇由Oluwaseun Araromi領導的研究論文發表在《自然》雜誌上。