Гениален начин за създаване на еластични проводници с шевна машина, SavePearlHarbor
Още едно копие на пристанището
Гениален начин да направите еластични проводници с шевна машина
Днес е трудно да си представим учен или инженер, който не използва сложно и скъпо оборудване и екзотични материали, недостъпни за обикновените смъртни. Но все пак понякога впечатляващи резултати се постигат с най-простите средства. И така, Гейм и Новоселов получиха Нобелова награда за изследване на свойствата на графена, които те получиха с помощта на обикновена самозалепваща се лента, многократно ексфолиращи зърна графит с лепяща лента - този метод все още се използва широко в лаборатории по целия свят. Наскоро беше открито, че графен може да се получи от графитна суспензия с помощта на домакински блендер и течност за миене на съдове. Или, например, метод за създаване на изкуствени "мускули" от обикновена въдица.
Тъй като компютърните компоненти стават все по-малки, перспективата за създаване на „умни дрехи“, медицинско оборудване, протези, импланти с вградени сензори и процесори изглежда все по-реална. Близостта на тези предмети до човешкото тяло налага необходимостта те да станат меки и еластични. За електрониката това е голям проблем, защото компютрите са направени от силиций и метал. Едната страна на този проблем е създаването на еластични проводници, свързващи компоненти. Предлагат се различни варианти - до полимерни капиляри, пълни с течен метал. В университета Purdue, който е традиционна "ковачка на кадри" на американската авиационна и космическа индустрия, са разработили технология за създаване на еластични проводници с помощта на шевна машина, тънка медна намотка, нишка PVA и силикон. Същността на метода е много проста - взема се полиетиленова основа иправи се на зигзаг - почти всяка шевна машина може да го направи. Както знаете машините шият с два конеца – единият е отгоре и се вдява в иглата, другият се подава отдолу и се преплита с първия, образувайки шев. Горната нишка беше водоразтворим PVA конец, който може да се купи в риболовен магазин, а като долна нишка беше използвана тънка навита медна тел. Така проводникът се оказа спретнато положен на зигзаг и фиксиран върху пластмасов филм. След това филмът от страната на проводника се запълва със силикон Ecoflex и след втвърдяване в продължение на няколко часа PVA нишката се разтваря във вода и полиетиленовата основа се отстранява.
Крайният резултат е тънка и еластична силиконова лента с проводник вътре. Силиконът защитава проводника доста надеждно и равномерно разпределя натоварването на опън. Лентата издържа 120 000 цикъла опън-компресия при 30% от дължината, 50 000 при 55% и 15 000 при 110%. Максималното увеличение на дължината с най-плътен зигзаг може да достигне 500%, но броят на циклите с екстремно разтягане рязко намалява - жицата започва да се счупва на завоите.
Учените също демонстрираха възможността за използване на такъв гъвкав проводник в реално медицинско оборудване. Направиха сензор за разтягане на катетъра на Фоли, който се използва в урологията. Катетърът е гумена тръба с надуваем накрайник. Сензорът ви позволява да контролирате степента на надуване на катетъра вътре в пикочния мехур. Принципът на работа на сензора се основава на измерване на индуктивността на пръстеновидния проводник - тя се променя пропорционално на диаметъра на бобината.