Дешеві сенсори надрукували сріблом на листах з вуглецевих нанотрубок

Розроблено гнучкі механічні сенсори на основі «паперу» з вуглецевих нанотрубок і срібних чорнил, які можуть бути відносно дешево надруковані за допомогою струменевого принтера, повідомляють вчені з США і Франції в журналі.

Як правило, електроніка, в тому числі і сенсори, створюється з жорстких матеріалів, що обмежує їх використання. Але існують і розробки гнучких датчиків розтягнення, наприклад, на основі еластичних електропровідних полімерів або навіть простого оптоволокна. Зазвичай принцип їх дії заснований на тому, що матеріали змінюють свій опір при розтягненні або стисненні.

Дослідники під керівництвом Річарда Ляна (Richard Liang) з Університету штату Флорида і П'єр-Жана Коттіні (Pierre-Jean Cottinet) з Національного інституту прикладних наук Ліона розробили нову технологію створення легенів і гнучких механічних сенсорів на основі нанотрубок і срібла. За допомогою високотемпáного висушування вони створили аркуші (також звані папером buckypaper) з щільноупакованих багатостінних вуглецевих нанотрубок товщиною в шість мікрометрів.

Вчені створили на його основі сенсори розтягнення. Вони надрукували на підкладці з поліетилентерефталату за допомогою струменевого принтера і срібних чорнил металеві контакти, а між ними помістили невеликі аркуші вуглецевого «паперу». Принцип дії сенсора заснований на тому, що при його розтягненні взаємне розташування нанотрубок змінюється. Відповідно, при розтягненні електричний опір сенсора зростає, а при стисненні падає.

Продемонстрований підхід має кілька переваг над альтернативними сенсорами. Такі сенсори мають велику чутливість, і з їх допомогою можна зареєструвати розтягнення від 0,005 відсотка до приблизно одного відсотка. Також важливо, що процес їх провадження відносно простий і дешевий.

У 2015 році американські вчені створили на основі вуглецевих нанотрубок сенсор для визначення зіпсованого м'яса. Принцип його дії заснований на тому, що провідність нанотрубок змінюється при приєднанні до них молекул трупних отрут.