Phát triển thành công nhiệt kế co giãn phản ứng trong 10 mili giây

Các nhà khoa học phát triển cảm biến nhiệt mềm dẻo, co giãn, có cấu tạo đơn giản và phản ứng rất nhanh với sự thay đổi nhiệt độ.

Trong tương lai, robot mềm, quần áo thông minh và thiết bị y tế tương thích sinh học sẽ cần tích hợp các cảm biến mềm có thể kéo giãn và vặn xoắn theo thiết bị hay người đeo. Thách thức ở đây là đa số bộ phận dùng trong cảm biến truyền thống đều cứng.

Phát triển thành công nhiệt kế co giãn phản ứng trong 10 mili giây
Thử nghiệm dùng kìm gắp mềm tích hợp nhiệt kế để đo nhiệt độ trứng luộc nóng. (Ảnh: Harvard SEAS)

Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu tại Trường Kỹ thuật và Khoa học Ứng dụng John A. Paulson (SEAS) thuộc Đại học Harvard phát triển một nhiệt kế mềm, co giãn, tự cung cấp năng lượng có thể tích hợp vào thiết bị điện tử và robot mềm, Phys hôm 24/1 đưa tin. Nghiên cứu mới công bố trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences.

Loading...

"Chúng tôi phát triển những cảm biến nhiệt độ mềm với độ nhạy cao và thời gian phản hồi nhanh, mở ra khả năng mới để tạo ra giao diện tương tác người - máy và robot mềm trong các lĩnh vực y tế, kỹ thuật và giải trí", Zhigang Suo, giáo sư cơ khí và vật liệu tại SEAS, thành viên nhóm nghiên cứu, cho biết.

Nhiệt kế gồm ba thành phần đơn giản: chất điện phân, điện cực và một vật liệu điện môi để ngăn cách. Mặt tiếp xúc điện phân/điện môi tích tụ các ion trong khi mặt điện môi/điện cực tích tụ các electron. Sự mất cân bằng điện tích giữa chúng tạo ra một đám mây ion trong chất điện phân. Khi nhiệt độ thay đổi, đám mây ion thay đổi độ dày và điện áp được tạo ra. Điện áp nhạy với nhiệt độ nhưng không nhạy với sự giãn nở.

"Thiết kế rất đơn giản nên có nhiều cách để điều chỉnh cảm biến, tùy thuộc vào mục đích sử dụng. Bạn có thể chọn những vật liệu khác nhau, sắp xếp theo những cách khác nhau và tối ưu hóa cho từng nhiệm vụ", Yecheng Wang, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại SEAS, thành viên nhóm nghiên cứu, giải thích.

Bằng cách sắp xếp chất điện phân, chất điện môi và điện cực theo các cấu trúc khác nhau, nhóm chuyên gia đã phát triển 4 thiết kế cho cảm biến nhiệt độ. Trong một thử nghiệm, họ tích hợp cảm biến vào một kìm gắp mềm và đo nhiệt độ của trứng luộc chín còn nóng. Các cảm biến nhạy hơn so với nhiệt kế nhiệt điện truyền thống, có thể phản ứng với sự thay đổi nhiệt độ chỉ trong khoảng 10 mili giây.

"Chúng tôi đã chứng minh rằng những cảm biến này có thể được chế tạo một cách nhỏ gọn, ổn định, thậm chí trong suốt. Tùy vào vật liệu sử dụng, nhiệt kế có thể đo nhiệt độ cao đến 200 độ C hoặc thấp đến -100 độ C", Wang cho biết.

Từ khóa liên quan:
Loading...
TIN CŨ HƠN
Nhà khoa học Trung Quốc phát triển

Nhà khoa học Trung Quốc phát triển "da điện tử" kết nối người và robot

Với tính phản hồi xúc giác được nâng cao, miếng “da điện tử” cho phép người mang điều khiển robot từ xa và trở nên “đồng cảm” với nhau.

Đăng ngày: 28/01/2022
Robot Trung Quốc trình diễn kỹ năng trượt tuyết trên núi cực đỉnh

Robot Trung Quốc trình diễn kỹ năng trượt tuyết trên núi cực đỉnh

Cuộc thi trượt tuyết không chỉ dành cho các vận động viên tài năng mà robot cũng có thể trình diễn xuất sắc môn thể thao mùa đông này.

Đăng ngày: 27/01/2022
Chất kết dính siêu chắc chịu được mức nhiệt 200 độ C

Chất kết dính siêu chắc chịu được mức nhiệt 200 độ C

Các nhà khoa học phát triển chất kết dính với độ chắc chắn cao, một cm2 có thể giữ được vật nặng 136 kg.

Đăng ngày: 27/01/2022
Lần đầu tiên trên thế giới, phà cỡ lớn tự động chạy 240km trên biển Nhật Bản

Lần đầu tiên trên thế giới, phà cỡ lớn tự động chạy 240km trên biển Nhật Bản

Phà Soleil dài 222m đạt tốc độ tối đa 48km/h khi thử nghiệm chạy tự động trên biển  Iyonada, thậm chí tự thực hiện việc cập bến.

Đăng ngày: 26/01/2022
Ý tưởng tàu điện chở hàng có thể tách rời toa và tự hành

Ý tưởng tàu điện chở hàng có thể tách rời toa và tự hành

Các cựu kỹ sư SpaceX đang phát triển một mẫu tàu điện chở hàng mới nhằm cải thiện hiệu quả và giảm khí thải của ngành đường sắt.

Đăng ngày: 24/01/2022
Công ty của Elon Musk chuẩn bị cấy ghép chip vào não người để

Công ty của Elon Musk chuẩn bị cấy ghép chip vào não người để "chế tạo" siêu nhân

Neuralink đã đăng tin tuyển dụng một giám đốc và điều phối viên thử nghiệm lâm sàng.

Đăng ngày: 24/01/2022
Các nhà nghiên cứu Ba Lan chế tạo

Các nhà nghiên cứu Ba Lan chế tạo "súng thần công" chống khói mù

Trong cuộc chiến chống khói mù, một nhóm nhà khoa học thử nghiệm thiết bị “súng thần công” sử dụng sóng âm để đẩy hạt độc hại lên cao nhằm giúp người dân hít thở.

Đăng ngày: 22/01/2022
Tiêu điểm
Khoa Học News