Ученые из Сеульского национального университета под руководством инженера Мансо Чой (Mansoo Choi) разработали суперчувствительный датчик, который меняет сопротивление от малейших вибраций воздуха и жидкости. Статья с описанием результатов работы опубликована в Nature, краткую версию приводит Science.
Принцип работы датчика ученые подсмотрели в природе — у пауков-бегунов вида Cupiennius salei. Самцы этих пауков, оценивая потенциальную партнершу, скребут листву ртом или брюхом. От этого возникают мелкие вибрации, которые чувствуют самки с помощью особого лирообразного органа, устроенного на ногах как две параллельные щели. Этот орган меняет свою форму под воздействием малейшего давления.
Ученые повторили в металле лирообразный орган самок пауков-бегунов. Их сенсор представляет собой полимерный лист не больше ногтя, обернутый в платиновую пленку. В плоском состоянии щели сенсора, то есть контакты, сомкнуты, и электрический ток протекает по всей проводящей пленке. Стоит чуть царапнуть платиновую пленку, как ее концы-щели раздвигаются, блокируя электричество. Таким образом, измеряя сопротивление платиновой пленки, можно определить малейшие вибрации, например, движение крылышек божьей коровки.
Для проверки сенсора ученые прикрепили его к скрипке, играющей свадебную мелодию «Salut d’Amour» британского композитора Эдварда Элгара. Сопротивление сенсора менялось синхронно с вибрацией воздуха, воспроизводя каждую ноту мелодии. Затем датчик поставили на шеи десяти людям и попросили их произносить простые команды таки как «иди» или «прыгай». Датчик записал звуки более корректно, чем микрофоны в условиях окружающего шума. Датчик реагирует и на пульс, что открывает ему перспективы на рынке медицинских и околомедицинских устройств.
Датчик испытали и в условиях микрогидродинамической системы, состоящей из микрометровых каналов, наполненных нанолитрами жидкости. Это открывает перспективы для использования в устройствах типа «лаборатория на чипе». Датчики могут определять разницу давлений внутри и снаружи микрогидродинамического канала. Это может пригодиться в медицинских исследованиях, когда нужно определить скорость движения лекарства по капиллярам.
Ученые собираются со временем заменить дорогую платину в датчике на более дешевый проводник — медь и алюминий. А коммерчески пригодный образец появится лет через пять, считает разработчик Мансо Чой.
Источник фото: science.org
