Китайские ученые вдохновились оригами при создании сенсоров, отслеживающих патологию

Исследователи из Инженерной школы Витерби университета Южной Калифорнии обратились вдохновились принципом создания оригами, чтобы разработать новые сенсоры, которые в будущем можно будет использовать для обнаружения деформаций в органах и прочего.

Их статья "Высокая растяжимость и низкая гистерезисная деформационная сенсорика с использованием вдохновленных оригами 3D мезоструктур", объясняет, как исследователи Хангбо Чжао, Синхао Хуанг, Лянгшу Лю, Юн Хсин Лин, Руй Фэн, Иян Шэн и Юаннин Чанг разработали "растяжимые сенсоры", которые могут измерять, насколько результат анализа отходит от нормы.

"Основной задачей является создание сенсоров, которые могут значительно растягиваться, быстро реагировать и давать точные показания даже при измерении больших и динамичных деформаций."

В настоящее время растяжимые деформационные сенсоры в основном используют мягкие материалы, такие как резина, но такой тип материала может претерпевать необратимые изменения в своих свойствах при многократном использовании, что допускает погрешности, связанные с обнаружением деформации.

Исследователи разработали новый тип структуры для сенсоров. Из-за вдохновения оригами более жесткие материалы складываются с электродами на каждой стороне панели (представьте себе сенсор как перевернутую открытую книгу с двумя электродами на передней и задней обложках).

По мере разворачивания электродов фиксируется сила электрического поля между электродами. Затем разработанная командой модель преобразует эту информацию в измерение, которое охватывает амплитуду деформации. Новые созданные сенсоры могут растягиваться до трех раз своего изначального размера с высокой точностью измерения даже при многократном использовании. Кроме того, сенсоры очень быстро реагируют, обнаруживая деформации менее чем за 22 миллисекунды в очень маленьких областях (примерно 5 квадратных миллиметров).

Кроме того, они способны обнаруживать деформацию из разных направлений.

Такие сенсоры могут точно измерять большие и сложные деформации, что может найти применение в отслеживании движений человеческих суставов или даже мониторинге органов, таких как мочевой пузырь, для выявления аномалий, которые могут указывать на заболевание.