—енсорные ткани - уже не фантастика

14.07.2008, 12:10
јвтор √еоргий ∆ук



Ќескольким западным компани€м удалось приблизить чудесный момент, когда реальным станет превращение привычных нам предметов одежды в удобные устройства управлени€ всевозможными гаджетами. ¬ладельцы интерактивного гардероба смогут с его помощью абсолютно полноценно управл€тьс€ с множеством электронных помощников.
 
"”мна€" куртка на красивой девушке
"”мна€" куртка
 
»стори€
ѕолимеры, содержащие металлы, известны с начала ’’ века и об их свойствах в научных издани€х были опубликованы сотни статей. Ќо лишь в последние несколько лет был разработан технологический процесс производства этих материалов нового класса  и их качества стали широко использоватьс€ массовым потребителем. ѕерва€ компани€, создающа€ издели€ разнообразного предназначени€ из композитных материалов, работающих на основе эффекта квантового туннелировани€, названа ѕератек (Peratech).
 
“ехнологи€
–абота сенсорных тканей основана на принципе, который очень легко объ€сним и использование которого на практике оказываетс€ еще проще.
—тандартных композитные материалы изготавливаютс€ из углеродных полимеров. ¬ них некоторые частицы углерода посто€нно контактируют друг с другом, образу€ путь тока. ¬ случае создани€ давлени€ большее число частиц вступают в контакт и тем самым большее число путей тока образуетс€. “акой тип проводимости называетс€ перкол€ци€ (просачивание).
 
 
 
»нтересующие нас quantum tunnelling composites (QTC) – композитные материалы, состо€щие из металла и не провод€щего электрический ток резинового св€зующего элемента. »спользуютс€ они как датчики давлени€, а работа их основана на эффекте квантового туннелировани€.  вантовое туннелирование – феномен квантовой механики, а там электрон рассматриваетс€ не как частица, а в большей степени как волна.  огда волна сталкиваетс€ с барьером, например, не провод€щим ток материалом, она не обнул€етс€ мгновенно, но уменьшаетс€ экспоненциально и если она не исчезла напрочь в момент достижени€ другой стороны барьера, тогда она продолжает там свое существование.
 
 
ƒругими словами, электрон возникнет на другой стороне не провод€щего материала, т.е. будто пройдет сквозь тоннель в диэлектрическом барьере. «начит, без давлени€ проводники располагаютс€ чересчур далеко друг от друга, чтобы цепь замкнулась, но когда осуществл€етс€ давление, они приближаютс€ друг к другу и электроны могут перемещатьс€ через непровод€щий ток компонент материала.
 
 
“аким образом, в QTC процесс проводимости совершенно иной: в обычном состо€нии материала металлические частицы никогда не контактируют друг с другом, а при давлении они сближаютс€ и становитс€ осуществим эффект квантового туннелировани€.
 
Ќынешние разработки
 омпани€ ѕератек (Peratech) уже около 5 лет занимаетс€ созданием различных изделий с использованием QTC. »спользу€ их свойства, компани€ создала абсолютно новый класс переключающих компонентов и элементов дл€ сенсорного управлени€, способных быть в строенными в широчайший спектр изделий.  “акие решени€ могут быть применены дл€ контрол€ подачи электроэнергии к электроинструментам и игрушкам, дл€ создани€ более удобных и надежных переключателей, дл€ дистанционного контрол€ за различными системами безопасности и двер€ми. ¬о многом широта сфер их применени€ определ€етс€ способностью быть настроенными на разную степень чувствительности: от легких прикосновений до т€желых ударов.
 
 
—пектр продукции
„асть продукции выпускаетс€ широко дл€ розничной продажи, часть изготавливаетс€ под заказ с возможностью создани€ прототипов изделий по умеренной фиксированной цене дл€ оценки качества заказа. –озничные варианты выпускаютс€ нескольких стандартов дл€ удовлетворени€ требований различных потребителей.
 
ѕрименение
ћедицинское
Ёти материалы могут широко использоватьс€ в геронтологии – сфере медицины, занимающейс€ проблемами пожилого возраста. ƒело в том, что лежачие пациенты, больные использующие протезы, костыли и трости могут подвергатьс€ воздействию достаточного высокого давлени€ на небольшие участки тела, что служит источником значительного дискомфорта. ѕотому QTC могут стать отличным диагностическим инструментом дл€ определени€ болезненного воздействи€. ќни могут найти применение в десмургии (пов€зки и способы их наложени€): когда необходимо наложение бинтов или иных материалов с определенной степенью давлени€, использование дешевых, гибких или жестких QTC позволит легко контролировать качество наложени€ пов€зки. Ќу и конечно это изобретение позволит измер€ть степень подвижности суставов, активность дыхательных движений и прочих важных параметров.
 
ѕикантное
¬ качестве одного из применений сенсорных тканей учеными из јвстралии предложен прибор позвол€ющий измерить амплитуду колебаний женской груди при различных типах движений.  ак удалось вы€снить, составл€ет она от 0,5 см до 7 см в зависимости от размера и активности упражнений. ƒанный прибор отличает значительно больший комфорт по сравнению с ранее используемыми аппаратами: в прошлом примен€лись устройства в жестком корпусе, ну а нынешние «датчики» изготовлены из м€гкой токопровод€щей ткани. –азработчики выражают надежду, что данное изобретение будет широко вз€то на вооружение производител€ми женского бель€, поскольку достаточно точно позвол€ет вы€снить, насколько хорошо бюстгальтер выполн€ет свою поддерживающую функцию.
 
Ћифчик
 осмос и робототехника
ћатериалы QTC широко используютс€ в космической и робототехнике. ќни могут примен€тьс€ в качестве аналога человеческой кожи, когда речь идет о необходимости идентификации прикосновений. ¬ роботах такие материалы позвол€ют машинам определить, что оказываетс€ в их механических руках: €йцо или кусок стали – а также вы€вить скольжение, качество поверхности по которой перемещаетс€. “екстильные QTC используютс€ в космических скафандрах в качестве переключателей. Ѕлагодар€ их безопасности (позвол€ют избежать возникновени€ искр) полностью исключаетс€ веро€тна€ взрывоопасность, что в тех услови€х €вл€етс€ весьма важным моментом.   тому же такие переключатели весьма долгоживущи, так как применение QTC позвол€ет избежать коррозии.
 
–учные инструменты
–абота и контроль над ручными электроинструментами также стали более совершенными в св€зи с применением в них QTC-тканей. ѕрежде всего их использование дает возможность удобнее контролировать скорость вращени€ встроенных двигателей. –анее это осуществл€лось посредством различных резисторных компонентов, но изобретение QTC внесло фундаментальные изменени€ в данную сферу. ќбычно композитные элементы выгл€д€т как привычна€ всем нам резина, а также обладают присущим ей изол€ционным свойством. Ќо когда материал испытывает давление, если он раст€гиваетс€, перекручиваетс€, то его электропровод€щие свойства резко мен€ютс€ с изол€ционных на проводниковые. ѕотому вместо механических переключателей на электроинструментах и прочих моторизованных устройствах поверхность может оснащатьс€ чувствительными к давлению QTC-элементами. ¬озможен вариант размещени€ этих материалов в виде гранул, полусфер на любой поверхности, где необходима чувствительность к прикосновению.
 
 
 
”величивающие габариты поверхностные переключатели и прочие выход€щие за пределы устройства элементы управлени€ могут быть оставлены в прошлом, так как рассматриваемые композиты позвол€ют дизайнерам и конструкторам разместить контролирующие части на любом участке инструмента, что положительно сказываетс€ на эргономике конечного продукта, повышает его надежность, а также способствует радикальному пересмотру дизайна устройств этой сферы индустрии, повыша€ тем самым остроту конкурентных отношений, от чего потребители должны только выиграть.
ƒешевые текстильные переключатели и датчики
 

 лючевые слова:
 ибер-одежда
робот
робототехника


¬ернутьс€ в рубрику:

 иберодежда

¬озможно ¬ас заинтересует:

—енсорные ткани - уже действительность!
—енсорные ткани - уже действительность!



≈сли вы хотите видеть на нашем сайте больше статей то кликните ѕоделитьс€ в социальных сет€х! —пасибо!
—мотрите также:

ќбратите внимание полезна€ информаци€.