ジャンプ生地はセンサーになります

変更されたおもちゃは、パルスを測定し、スパイダーのステップを記録できます

この粘土にはすべてがあります。研究者のジョナサン・コールマンは息子と一緒に新しい粘土をテストします。 ©AMBER /トリニティカレッジダブリン
読み上げ

奇跡素材の新しい応用分野:研究者は初めて、グラフェンとおもちゃとして知られるホッピング玩具を混合しました。 その結果、驚くべき特性を備えた新しい素材が生まれました。生地はタッチに対して非常に敏感で、その電気抵抗が変化するため、優れたセンサーになります。 このようにして、実験で使用した粘土は、人間の呼吸を記録し、脈拍を測定し、クモの動きを認識することができました。

グラフェンは将来の材料と考えられています。 炭素原子の2次元ネットワークは、鋼よりも硬く、しかも柔軟性があるためです。 同時に、特定の条件下でほとんど損失なしに電気を伝導するため、フレキシブルディスプレイ、量子コンピューターの読み取りヘッド、その他多くのアプリケーションの建築材料として使用できます。 多くの場合、「不思議な材料」は他の材料と混合されて、それらの特性を改善します。

これは、科学者が現在、保育園でより馴染みのある物質、ホッピング粘土で行っていることです。 スマートドウとも呼ばれるこの素材は、ホウ素含有のシリコーンベースの化合物です。 特別な機能:粘土に作用する力に応じて、粘土の粘度が変化します。 そのため、彼女が一人で地球の重力にさらされると、彼女はゆっくりと溶けます。 彼女が壁に投げられると、彼女はゴムのボールのように跳ね返ります。

驚くべき材料の混合

「そのような粘弾性ポリマーにグラフェンを埋めることの効果はよく理解されていません」と、ダブリンのトリニティ大学のコナー・ボーランドは書いています。 現在、研究者はこの問題に取り組み、カーボンメッシュの個々の層を従来のホッピングクレイに追加しました。

ボーランドの同僚ジョナサン・コールマンは、新しく作成された材料は驚くべき特性を示しました。 粘土の電気抵抗は、触れるか荷重するとすぐに変化します。 一方、質量をそのままにしておくと、抵抗は元の値に戻りました。 おそらく、この挙動は、ポリマー内のグラフェン層の移動度に関係しています。 ディスプレイ

高感度センサー

興味深い:外部の影響に対する敏感な反応は、粘土が電気機械センサーとして機能する可能性があることを示唆しています。 科学者は、材料が実際にどれだけうまく機能するかを、さらなる実験の助けを借りてテストしました。 結果:グラフェン粘土は、被験者の首と胸の関節の動きを検出できるだけでなく、呼吸、脈拍、血圧も測定できました。

別の試みでは、彼女は小さなクモの穏やかな足跡さえ記録しました。 「粘土は多くの従来のセンサーよりもはるかに敏感です」とチームは言います。 将来的には、この特性は調整された玩具が医学でのキャリアを獲得するのに役立つ可能性があります。たとえば、測定器で使用できます。

「まったく新しい可能性」

「グラフェンをプラスチックに追加して、電気的、機械的、または熱的特性を最適化すると、通常、新しい材料は期待どおりに動作します。 大きな驚きはありません。 しかし、それはハンモックとは異なりました」とコールマンは言います。 「このような振る舞いは、どのコンポジットでも観察されたことはありません。 このユニークな発見は、センサー製造の新しい可能性を開きます」と彼は結論付けています。 (科学、2016; doi:10.1126 / science.aag2879)

(AAAS / AMBERセンター、28.12.2016-DAL)