Son onilliklər ərzində elektronika mühəndisləri insan hərəkətlərindən tutmuş ürək döyüntülərinə və digər bioloji siqnallara qədər geniş spektrli siqnalları qəbul edə bilən getdikcə kiçik, çevik və mürəkkəb sensorlar inkişaf etdirdilər. Bu sensorlar öz növbəsində yeni elektronikanın, o cümlədən smart saatların, zamanla istifadəçilərin sağlamlığına nəzarət etməyə kömək edən biotibbi cihazların və digər taxıla bilən və ya implantasiya edilə bilən sistemlərin inkişafına imkan yaradıb.

Mexanik qüvvəni elektrik siqnallarına çevirmək üçün nəzərdə tutulmuş gərginlik sensorları həm insan hərəkətlərini, həm də sağlamlıqla bağlı bioloji siqnalları izləmək üçün dəyərli ola bildiyi üçün elektronika sənayesində ən çox istifadə edilən sensorlar arasındadır . Bu sensorlar artıq bir çox elektron cihazlarda quraşdırılsa da, mövcud həllərin əksəriyyəti yalnız bir istiqamətdə hərəkətləri izləyə bilir.

Hərəkətləri və qüvvələri müxtəlif istiqamətlərdə dəqiq qəbul edə bilən sensorlar çox faydalı ola bilər, çünki onlar daha geniş ssenarilərə tətbiq oluna bilər. Bundan əlavə, bu sensorlar funksiyalarını genişləndirmək və ya imkanlarını artırmaq üçün mövcud elektron cihazlara daxil edilə bilər.

Pekin Universitetinin tədqiqatçıları bu yaxınlarda müxtəlif istiqamətlərdə deformasiyaları aşkarlaya bilən yeni perspektivli gərginlik sensoru hazırlayıblar. ACS Sensors -da nəşr olunan bir məqalədə təqdim olunan bu sensor, karbon nanoborucuqları kimi tanınan kiçik karbon əsaslı silindrik strukturlardan istifadə etməklə hazırlanmışdır.

Yongsheng Yang, Qinqi Ren və onların həmkarları öz məqalələrində “Çevik və uzana bilən sensorlar insan-kompüter qarşılıqlı əlaqəsi, hərəkətin ələ keçirilməsi və sağlamlığın monitorinqi sahələrində əhəmiyyətli diqqət topladı ” dedi. “Hazırda əksər sensorlar hərəkəti bir istiqamətdə çəkməklə məhdudlaşır və real dünyada çoxistiqamətli deformasiyaları təhlil etmək qabiliyyətinə malik deyil. Çoxistiqamətli deformasiyaları aşkar etməyə qadir olan tək cihaz həmişə yüksək gözlənti və çətin sınaq olub.”

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1745485255&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-04-carbon-nanotube-based-strain-sensor.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM1LjAuNzA0OS45NiIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTM1LjAuNzA0OS45NiJdLFsiTm90LUEuQnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzNS4wLjcwNDkuOTYiXV0sMF0.&dt=1745485255266&bpp=3&bdt=113&idt=3&shv=r20250423&mjsv=m202504210101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1745483780%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1745483780%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1745483780%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=7797456159538&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=1981&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31084127%2C42532523%2C95355501%2C95357878%2C31090357%2C95357716&oid=2&pvsid=3416757746524895&tmod=1403073254&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=6

Çoxistiqamətli deformasiyaları aşkar edə bilən sensor hazırlamaq üçün Yang, Ren və onların həmkarları nazik silikon vafli üzərində şaquli düzülmüş karbon nanoborular yetişdirdilər. Daha sonra onlar bu gofreti asanlıqla geyilə bilən cihazlara inteqrasiya oluna bilən yüksək elastik materialın üzərinə köçürdülər.

Tədqiqatçılar yazır: “Biz silikon vafli üzərində böyüdülmüş şaquli düzülmüş karbon nanoborucuqlarını çevik Ecoflex substratına köçürmək üçün “bir addımlı” yuvarlanma prosesini qəbul etməklə çoxistiqamətli zondlama üçün vahid sensordan istifadə ideyasını həyata keçiririk”. “Bütün hazırlıq prosesi sadə və səmərəlidir. Karbon nanoborucuqlarının yuvarlanma prosesi və naxış dizaynı ilə idarə olunan müxtəlif istiqamətlər boyunca fərqli keçirici yollar əmələ gəlir, beləliklə, həssas istiqamətdə asılılıq yaranır.”

Komanda tərəfindən istifadə edilən yuvarlanma prosesi müxtəlif keçirici yolların (yəni, elektrik cərəyanının keçə biləcəyi marşrutların) formalaşmasına imkan verir. Sensorun işini qiymətləndirəndə tədqiqatçılar onun müxtəlif istiqamətlərdə deformasiyaları yüksək dəqiqliklə qəbul edə bildiyini aşkar etdilər.

Tədqiqatçılar yazıb: “Sensor geniş əməliyyat diapazonu (0-120%), yüksək həssaslıq (GF = 126,6), qısa cavab müddəti (64 ms) və yaxşı sabitlik (40% gərginlik altında 4000-dən çox dövr) daxil olmaqla əla performans nümayiş etdirir. “Sensorlar hərəkət siqnallarını aşkar etmək və incə hərəkət siqnallarından tutmuş böyük deformasiyaya qədər insan sağlamlığına nəzarət etmək üçün nümayiş etdirilib.

“Bu sensor xüsusiyyətləri müxtəlif praktik ssenarilərin tələblərini yerinə yetirir və insan-kompüter qarşılıqlı əlaqə interfeyslərində, ağıllı robotlarda və yerində sağlamlıq monitorinqində tətbiqlər üçün böyük potensiala malikdir.”

Gələcəkdə bu tədqiqatçılar qrupu tərəfindən hazırlanmış yeni gərginlik sensoru daha da təkmilləşdirilə və elektronikanın geniş spektrinə inteqrasiya oluna bilər. Ən əsası o, daha təkmil biotibbi cihazların , ağıllı saatların, fitnes izləyicilərinin, protez üzvlərin və robot sistemlərinin hazırlanmasında istifadə oluna bilər .

Ətraflı məlumat: Yongsheng Yang et al, Rolling Patterned Vertically Aligned Carbon Nanotubes tərəfindən həyata keçirilən Çoxistiqamətli Deformasiyanın Aşkarlanması üçün Gərginlik Sensoru, ACS Sensorları (2025). DOI: 10.1021/acssensors.4c03750

Jurnal məlumatı: ACS Sensors 

© 2025 Science X Network