Если мы хотим, создать действительно мягкого робота, он не должен содержать жестких и твердых компонентов. Как раз одной из таких причин является создание мягких батарей, схем и управляющих устройств. Теперь к этому списку можно добавить мягкий, растягивающийся термометр.
Устройство с автономным питанием, разрабатываемое в Школе инженерных и прикладных наук Джона А. Полсона Гарвардского университета, состоит из трех слоев: раствора электролита, электрода и диэлектрика (непроводящего материала), разделяющего эти два слоя.
Ионы накапливаются на границе между диэлектриком и электролитом, а электроны - на границе между диэлектриком и электродом. Это создает дисбаланс в электрическом заряде двух поверхностей, что, в свою очередь, приводит к образованию в электролите электрохимического явления, известного как ионное облако.
Когда температура вокруг термометра меняется, толщина ионного облака изменяется соответствующим образом, заставляя электрод вырабатывать электрический ток. Поскольку сила этого тока меняется в зависимости от температуры, но не зависит от растяжения или сжатия термометра, он служит точным и достоверным индикатором температуры окружающей среды.
В ходе проведенных испытаний мягкий термометр оказался более чувствительным, чем классические термоэлектрические термометры - он фиксировал изменения температуры в пределах примерно 10 мс. Кроме того, в зависимости от конструктивных особенностей материалов, различные версии термометра способны измерять температуры от -100 ºC (-148 ºF) до 200 ºC (392 ºF).
"Нам удалось создать мягкие термодатчики повышенной чувствительности и малым временем отклика, что открывает новые возможности для создания новых человеко-машинных интерфейсов и мягких роботов в медицине, инженерии и развлекательной индустрии", - сказал профессор Жиган Суо, старший автор статьи о результатах эксперимента. Эта работа была недавно опубликована в издании "Доклады Национальной академии наук США".
На днях исследователи из Пенсильванского государственного университета разработали гибкое устройство, способное превращать тепловую энергию в электрический ток. Новый эластичный термоэлектрический механизм оборачивается вокруг труб горячего водоснабжения, дымоходов с горячим газом или других горячих поверхностей и преобразует отработанное тепло в электроэнергию.
Источники:
https://www.pnas.org/content/119/4/e2117962119
https://www.seas.harvard.edu/news/2022/01/soft-stretchable-thermometer