Розумний спосіб зробити еластичні провідники за допомогою швейної машини

Сьогодні важко уявити вчений або інженер, який не використовує комплексне і дороге обладнання і екзотичні матеріали, недоступні для звичайних смертників. Але іноді вражаючі результати досягаються простими засобами. Таким чином, Geim і Novoselov отримали Нобелівську премію з дослідження властивостей графена, що вони отримані за допомогою звичайної стрічки, багаторазово шаруючи зерна графіту з липкою стрічкою - цей метод все ще широко використовується в лабораторіях по всьому світу. Нещодавно було виявлено, що графен можна отримати з графітової підвіски за допомогою побутового блендера і рідини для миття посуду. Або тут, наприклад, метод виготовлення штучних «м'язів» зі звичайної волосіні.

Як комп'ютерні компоненти стають меншими, перспектива розумного одягу, медичного обладнання, протезування, імпланти з вбудованими датчиками і процесорами виглядає більш реально. Відносність цих об'єктів до тіла людини диктує необхідність зробити їх м'яким і пружним. Для електроніки це велика проблема, тому що комп'ютери виготовлені з кремнію і металу. Один аспект цієї проблеми є створенням пружних провідників, які з'єднують компоненти. Пропонуються різні варіанти - до полімерних капілярів, заповнених рідинним металом. Університет штату Purdue, який є традиційним «під ключ персоналу» авіаційної та космічної промисловості Сполучених Штатів Америки, розробив технологію створення пружних провідників з використанням швейної машини, тонкого мідного обмотки дроту, нитки ПВА та силікону.

Суть методу дуже простий - поліетиленова основа береться і на неї виготовляється щільний шов - практично будь-які швейні машини. Як ви знаєте, машини пришивають дві нитки - один зверху і втягують в голку, інший подається знизу і переплетений першим, утворюючи шв. В якості верхньої нитки береться водорозчинна нитка ПВА, яку можна купити в рибальському магазині, а в якості дна - тонка обмотка мідного дроту. Таким чином, провідник ретельно укладений зигзагом і фіксується на пластиковій плівці. Після цього плівку на провідниковій стороні заливають силіконом Екофлексом, а після застигання протягом декількох годин розчиняють нитки ПВА в воді і видаляють поліетиленову основу.

р.

Кінцевий результат - тонка і еластична силіконова стрічка з провідником всередині. Силікон досить надійно захищає провідника і рівномірно розподіляє навантаження під час розтягування. Стрічка може витримати 120,000 цикли розтяжок на 30% довжиною, 50,000 на 55% і 15 000 на 110%. Максимальне збільшення довжини з найбільш щільним зигзагом може досягати 500%, але кількість циклів при екстремальному розтягуванні різко зменшується - дріт починає розбити на місцях складок.

р.

Вчені продемонстрували можливість використання такого гнучкого провідника в реальному медичному обладнанні. Вони зробили тензольний датчик для катетера Фолі, який використовується в урології. Катетер - гумова трубка з надувним наконечником. Датчик дозволяє контролювати ступінь зануреного катетера всередині сечового міхура. Принцип роботи датчика базується на вимірюванні індуктивності кутового провідника - він відрізняється пропорційністю діаметру котушки.



Джерело: habrahabr.ru/post/225515/