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.
Мягкий захватывающий механизм, оснащенный одним из термометров, используется для измерения температуры вареного яйца. Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences
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.
Растягивающийся термометр для мягких роботов. Гарвардская школа инженерии и прикладных наук Джона А. Полсона . Исследователи из Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) создали мягкий, растягивающийся термометр с автономным питанием, который может использоваться в эластичной электронике и мягких роботах.
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
