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.
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.
"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.
Công nghệ tàng hình là gì? Nó hoạt động thế nào?
Bạn đã từng nghe đến máy bay tàng hình, tàu ngầm tàng hình nhưng bạn có biết nghĩa của tàng hình ở đây thực sự là gì?
Công nghệ nano và những ứng dụng của công nghệ nano
Thuật ngữ công nghệ Nano (nano technology) chỉ việc nghiên cứu, học tập, tổng hợp và sử dụng các loại vật liệu, thiết bị hay kể cả các hệ thống có kích thước cỡ nano (1 phần tỷ mét).
Nano trong một thế giới cực nhỏ
Khoa học và công nghệ nano (nanoscience and nanotechnology) là một bộ môn khảo sát, tìm hiểu đặc tính những vật chất cực nhỏ, để thao tác (manipulate), chồng chập những vật chất này, xây dựng vật thể to hơn.
Khám phá siêu vật liệu Aerogel của tương lai
Con người luôn đi tìm kiếm và chế tạo ra những vật liệu mới với những tính năng ưu việt trong đó có 'khí đóng băng' Aerogel. Theo những tin khoa học mới gần đây, Aerogel có thể sẽ là loại siêu vật liệu tiềm năng của tương lai.
"Trí tuệ nhân tạo" AlphaGo là gì mà khiến con người thán phục?
AlphaGo là gì? Tại sao AlphaGo lại được nhiều người quan tâm như vậy? Điều gì đã khiến cho bộ máy nhân tạo AlphaGo chiến thắng một kiện tướng cờ vây nhiều năm kinh nghiệm?
Điện thoại giúp nhìn xuyên thấu mọi chất liệu
Các nhà nghiên cứu tại viện công nghệ UT Dallas mới đây đã biến những chiếc điện thoại cầm tay thành thiết bị giúp người dùng có thể nhìn xuyên thấu mọi chất liệu như tường, gỗ, nhựa, giấy…
