Физики создали датчик давления, способный взвесить пушинку. Устройство можно использовать в медицине — например, для измерения частоты сердцебиения и для слежения за дыханием и движениями. Об этом говорится в работе ученых из Университета Сассекса, описание которой опубликовано в журнале Advanced Functional Materials.
Датчики давления способны измерять различные деформации, к которым приводит прилагаемая к ним сила: например, неровности поверхности, ускорение и другие явления. В их основе лежит упругая подложка, на которой создана электрическая цепь — при растяжении подложки ее сопротивление меняется, что позволяет измерить вышеописанные явления.
Однако у датчиков давления существуют значительные ограничения: как правило, они способны работать в очень узком диапазоне масс и измерять лишь небольшое количество сил.
В новой работе исследователи частично решили эту проблему. Они создали датчик на основе композитного полимерного материала, способного растягиваться почти в два раза. По мере растяжения его сопротивление меняется очень плавно, но при этом значительно — почти в в 10 млн раз по сравнению с изначальным состоянием.
Получившийся датчик способен реагировать на изменения в давлении в 0,1% и выдерживать растягивание на дополнительные 80% от своей длины по сравнению с существующими аналогами. Это позволяет использовать их как для определения массы условной пушинки, так и для более серьезных измерений.
«Разработчики современных датчиков давления на основе фольги обычно отдают предпочтение точности и надежности измерений в ущерб чувствительности и диапазону замеряемых значений. Нанокомпозитные материалы лишены этих недостатков, однако их внедрению мешают нелинейные эффекты, из-за которых измерения могут быть непредсказуемыми. У наших датчиков такой проблемы нет»
Шон Огилви, ведущий автор исследования
Ранее ученые из Токийского университета успешно сняли видео одиночных молекул в движении со скоростью 1600 кадров в секунду. Это в 100 раз быстрее, чем показали предыдущие эксперименты подобного рода.