ابداع نوعی حسگرکششی برای رصد حرکات بدن

به گزارش خبرنگار گروه دانش و فناوری خبرگزاری آنا، حسگرهای کشش اندازه گیری حرکت کاربردهای زیادی دارند، مانند ردیابی فعالیت بدنی افراد یا خواندن فشار خون. چنین دستگاه جدیدی می تواند بسیار مفید باشد، زیرا حساسیت بالا را با طیف وسیعی از حرکات قابل ردیابی ترکیب می کند.

حسگرهای کشش معمولاً با اندازه‌گیری تغییرات جریان الکتریکی، ناشی از کشیده شدن حسگر به دلیل نوعی حرکت، کار می‌کنند. اکثر آنها به گونه ای بهینه شده اند که نسبت به کوچک ترین حرکات حساس باشند یا بتوانند حرکات را در طیف فیزیکی وسیعی تشخیص دهند.

به عبارت دیگر، یک حسگر ممکن است در تشخیص حرکات کوچک عالی باشد - اما فقط می تواند چند میلی متر کشیده شود - در حالی که حسگر دیگری ممکن است حرکات ریز را نادیده بگیرد  اما قادر به تشخیص حرکات بزرگتر باشد در حالی که تا چند اینچ کشیده می شود.

دکتر یونگ ژو و همکارانش در دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی با تکیه بر تحقیقات قبلی، شروع به ساخت حسگری کردند که یک قابلیت را فدای دیگری نمی‌کند.

دستگاه حاصل به شکل یک نوار پلیمری الاستومری است که در آن شبکه ای از نانوسیم های نقره رسانای الکتریکی قرار گرفته است. مجموعه‌ای از برش‌های موازی در قسمت‌های کناری حسگر ایجاد شده‌اند که به طور متناوب ب به عقب و جلو یا چپ و راست کشیده می شود. هنگامی که حسگر در حالت عادی قرار دارد، جریان الکتریکی که از آن عبور می‌کند می‌تواند درست از میان بریدگی‌ها عبور کند.

با کشیده شدن یا پیچاندن حسگر، این برش ها به شکاف باز می شوند و یک الگوی زیگزاگ مانند را تشکیل می دهند. این ویژگی به دستگاه اجازه می دهد تا بدون شکستن بیشتر کشیده شود.

در عین حال، از آنجایی که جریان الکتریکی دیگر نمی تواند به طور مستقیم از یک سمت برش به سمت دیگر آن برود،اکنون باید مسیر طولانی تری را از طریق الگوی زیگزاگ طی کند. مقاومت الکتریکی نیز متناسب با این روند افزایش می یابد و با اندازه گیری میزان افزایش آن، می توان حتی کوچکترین حرکات یا کشش را ردیابی کرد.

در آزمایش‌هایی که تاکنون انجام شده است، این فناوری با موفقیت در دستگاه‌های بسیار حساس اندازه‌گیری فشار خون پوشیدنی، دستگاهی با قابلیت کشش بالا برای نظارت بر حرکات پشت بدن فرد و در کنترل‌کننده‌های سه بعدی حساس به لمس استفاده شده است.

ژو می‍‌گوید: این حسگر را می توان به راحتی در مواد پوشیدنی موجود مانند پارچه ها و نوارهای ورزشی گنجاند که برای کاربردهای عملی مناسب است. ما فکر می کنیم با ادامه کار با این فناوری، طیف وسیعی از برنامه های کاربردی اضافی وجود خواهد داشت.

اخیرا مقاله ای در مورد این تحقیق در مجله ACS Applied Materials & Interfaces منتشر شده است.