Ученые из Кембриджского университета использовали методы трехмерной печати для изготовления электронных волокон. Каждое такое волокно в сто раз тоньше человеческого волоса. На их основе они сконструировали сенсоры, превосходящие возможности обычных устройств, созданных на основе тонких пленок.
Ученые напечатали композитные волокна из серебра и полупроводниковых полимеров. Предложенная технология волоконной трехмерной печати создает структуру волокна с проводящей сердцевиной высокой чистоты.
Технология волоконной печати пригодится для изготовления бесконтактных носимых портативных респираторных датчиков. Такие девайсы высокочувствительны, недороги и легко подключаются к мобильному телефону. Одновременно «гаджеты» собирают информацию о характере дыхания, звуках и изображениях.
Технология пригодится и для создания биосовместимых волокон размером с биологические клетки. Волокна настолько малы, поэтому кажется, что созданная с их помощью электроника «парит» в воздухе.
Соавтор исследования Энди Ван (Andy Wang) протестировал датчик для проверки количества выдыхаемой влаги при респираторных заболеваниях при нормальном, учащенном дыхании (одышки) и имитации кашля. Показатели точности у новых датчиков значительно превзошли сопоставимые коммерческие аналоги.
Измерение количества и направления влаги при дыхании, которая просачивается через различные типы защитных покрытий, может служить индикатором «слабых» мест. Это поможет совершенствовать маски.
«Датчики из небольших проводящих волокон особенно полезны для измерения объема жидкости и газообразных элементов. Они эффективнее по сравнению с тонкими пленками. Но их было сложно печатать и интегрировать в устройства», — рассказали ученые. Исследователи говорят: их датчики легкие, дешевые, компактные и просты в использовании. Такие характеристики позволяют их превратить в устройства для домашнего тестирования.
Подробности об исследовании опубликованы в опубликованы в журнале Science Advances.