Игрушку превратили в чувствительный датчик

16.12.2016

Исследователи из дублинского Тринити-колледжа и Манчестерского университета превратили детскую игрушку «умный пластилин» (его также называют «жвачкой для рук») в сверхчувствительный датчик, который может считывать пульс, работать как дыхательный монитор и даже регистрировать шаги паука. Для этого они добавили к синтетическому полимеру хлопья графена — очень прочного, лёгкого и тонкого материала, хорошо проводящего электричество.

С тех пор, как в 2004 году учёные Андрей Гейм и Константин Новосёлов получили графен, исследователи добавляли его в самые разные полимеры, пытаясь создать композиционный материал, который будет обладать такой же прочностью и электрической проводимостью. Однако с вязкоупругими составами, вроде «умного пластилина», его ещё не смешивали. Это полимер проявляет себя и как твёрдое тело, и как жидкость: «жвачка» протекает через отверстия, но если слепить из неё мячик и ударить по нему молотком, он разобьётся на осколки.

В ходе нового исследования учёные смешали хлопья графена, толщиной примерно в 20 атомных слоёв и длиной до 800 нанометров с произведённым в лаборатории «умным пластилином» и получили новое вещество с высокой плотностью и проводимостью — G-putty (от «silly putty» — таково американское название игрушки). Даже незначительное изменение давления приводило к тому, что электрическое сопротивление материала резко возрастало. «Жвачка» была как минимум в десять раз чувствительнее других нанокомпозитных датчиков.

Учёные проанализировали материал с помощью растровой электронной микроскопии и обнаружили, что листы графена формируют в «жвачке» сеть, проводящую электрический ток. Деформация материала разрушает её, и электрическое сопротивление увеличивается, однако благодаря низкой вязкости полимера, хлопья графена со временем возвращаются на место, и сеть формируется заново. «Это процесс самовосстановления», — объясняет Коулман.

«Умный пластилин» — пластичная игрушка на основе кремнийорганического полимера, созданная в 1943 году шотландским учёным Джеймсом Райтом. Полимер был получен как побочный результат в ходе экспериментов, направленных на получение синтетических заменителей натурального каучука. Нетоксичен, не имеет ни запаха, ни вкуса, не прилипает к рукам и не пачкается. В США игрушка известна как «глупая замазка» (англ. «Silly Putty»).

Источник

Компания «ХИМТРЕЙДРЕСУРС» предлагает гранулированную продукцию, которые вы сможете подобрать для переработки во всех сферах деятельности.

X