Специалисты Лаборатории электроники (Research Laboratory of Electronics) Массачусетского технологического института сделали очередной шаг в создании многофункциональных волокон.
Для большинства людей термин «искусственное волокно» долгое время означал, прежде всего, материал для производства одежды. С недавних пор под это понятие попадает и оптическое волокно — нить из прозрачного материала, позволяющая практически без потерь передавать на высокой скорости большие потоки данных. Но для Йоэль Финка (Yoel Fink), профессора материаловедения и главного исследователя Research Lab, нити, используемые в текстильной промышленности и даже оптические волокна, слишком пассивны. Последние десять лет, в его лаборатории работали над созданием волокон с более сложными свойствами, с тем, чтобы создать ткани, которые могут взаимодействовать с окружающей средой.
|
|
Профессор материаловедения и главный исследователь Research Lab Массачусетского технологического института электроники Йоэль Финк (Yoel Fink) со своей командой |
Недавно Финк и его коллеги представили «нити», способные не только проводить и изменять свет, но и чувствовать изменение давления. Инженеры подобрали материалы с определёнными свойствами и соединили их в одной заготовке. При нагреве и вытягивании этой заготовки образовывался тонкий провод, в котором слои насчитывали в ширину несколько нанометров, при этом соотношение их толщин оставалось прежним.
|
|
Лаборатория Финка продемонстрировала, что возможно изготовить акустические как плоские волокна, так и волокна с круглым сечением. Плоские волокна могут оказаться особенно полезными в акустических устройствах визуализации. |
При охлаждении материал формировал высококачественный пьезоэлектрический кристалл, а в центр волокна помещался поликарбонатный световод. Оставалось лишь добавить электроды, подводящие и отводящие ток от пьезоэлектрического слоя.
Подавая на такое волокно переменный ток, ученые заставляли его вибрировать. Полученные вибрации можно использовать для получения акустических волн. Также возможно фиксировать внешнее воздействие на волокно по появлению электрического сигнала.
Помимо того пьезоэлектрический слой позволяет влиять на оптический сигнал, пробегающий по центру волокна. Финк и его аспиранты создали «проводки» с отражающими слоями, взаимодействующими с излучением различных длин волн. Подавая ток, учёные варьировали толщину этих слоёв, заставляя их менять оптические свойства.
Из необычных волокон можно, например, создавать ковры, подсчитывающие количество прошедших по ним людей. Пригодятся они и в конструкциях, в которых нужно следить за появлением трещин. Ещё один пункт: биомедицинское применение в качестве самых разных сенсоров.
По материалам: web.mit.edu и membrana.ru