北卡罗来纳州立大学的研究人员创造了弹性的,触摸敏感的纤维,可以与电子设备接口。

“触摸是使用键盘和触摸屏与电子产品相互作用的一种常见方式,”NC State化学和生物分子工程教授、描述这项工作的论文的相应作者MichaelDickey说。 “我们制造了柔软和可伸缩的纤维,可以检测触觉,以及应变和扭转。 这些微观纤维可能有助于在新的地方集成电子产品,包括可穿戴设备。

新纤维由含有液态金属合金、共晶镓和铟(EgaIn)的管状聚合物链制成。 这些股的直径只有几百微米,比人类的头发稍厚。

每根纤维由三股组成.. 一个完全充满了EGAIn,一个是三分之二充满了EGAIn,一个只有三分之一充满了EGAIn。 然后,细长的管子被扭曲成一个紧密的螺旋。

触摸响应光纤工作是因为电容,或电荷存储在两个导体之间的现象,由绝缘体隔开。 例如,当你的手指(它是导体)接触你的智能手机的屏幕(它是绝缘体)时,它会改变你的手指和屏幕下面的电子材料之间的电容。 然后,智能手机的技术将电容变化解释为打开应用程序或键入键盘的命令。

同样,当你的手指接触弹性纤维时,它会改变你的手指和绝缘聚合物股内部的EGA之间的电容。 通过沿着光纤移动你的手指,电容会发生变化,这取决于在光纤中的那个点上有多少股包含EGA。

这有效地使你能够发送不同的电子信号,这取决于你触摸的纤维的哪一部分。 演示传感器的视频如下:

研究人员还开发了一种使用两条聚合物链的传感器,这两条聚合物链都完全充满了EGAIn。

再一次,股被扭曲成一个紧密的螺旋。 增加扭转的数量,拉长弹性股,并使EGA在两个管更接近。 这改变了两股之间的电容。

迪克说:“根据电容的变化,我们可以判断出光纤被扭曲了多少次。” 这对于测量物体旋转的次数和速度的扭力传感器很有价值。 我们的传感器的优点是它是由弹性材料制造的,因此可以比现有的扭转传感器扭曲100倍-两个数量级。”