Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Многофункциональное оптическое волокно умеет воспринимать и генерировать давление и звуковые волны. (Фото Research Laboratory of Electronics at MIT/Greg Hren.)
Волокна разной формы могут издавать звуки разными способами.(Иллюстрация MIT)

Разработано многофункциональное оптоволокно, способное говорить и показывать

Ключевые слова:  оптоволокно

Опубликовал(а):  Доронин Федор Александрович

14 июля 2010

Источник: Компьюлента. Автор: Дмитрий Целиков.

Сотрудники Массачусетского технологического института (США) разработали оптоволокно, которое не только проводит и модулирует свет, но и вызывает и воспринимает изменения давления.

Многофункциональные волокна могут применяться в производстве различных типов датчиков и «умных» тканей, способных модулировать оптический сигнал.

С помощью интеграции тепло- и светочувствительных материалов научная группа под руководством профессора Йоэля Финка изготовила волокна, которые выполняют роль простых датчиков. К ним добавили новый уровень функциональности посредством слоя пьезоэлектрического материала. Он преобразовывает электрические сигналы в механические изменения и наоборот, что и позволяет волокну чувствовать изменение давления.

Главная сложность в производстве такого волокна заключается в необходимости правильной укладки слоёв. Нужно было подобрать материалы, которые не только обладают подходящими свойствами, но ещё и плавятся при одинаковой температуре. Г-ну Финку и его коллегам потребовалось несколько лет на разработку процесса формирования заготовки, которая затем нагревается и превращается в тоненькое волокно из полимеров и металлов.

Диаметр заготовки пьезоэлектрического волокна составляет 40 мм. Она содержит полимер, который при остывании формирует высококачественный пьезоэлектрический кристалл, и поликарбонатный материал, вязкий и проводящий одновременно. При нагревании и растягивании оба компонента меняют свои масштабы с миллиметров на нанометры с одинаковым коэффициентом.

«Функциональная интеграция подразумевает интеграцию очень разных материалов, и то, что им удалось сделать, — большой шаг вперёд», — говорит Ритеш Агарвал, профессор материаловедения и прикладных наук из Пенсильванского университета (США). Его особенно поразило то, что пьезоэлектрический слой сохраняет свои свойства после растягивания: исследователи МТИ смогли создать такие условия, при которых кристалл остаётся в целости и сохранности.

Конечный продукт содержит сердцевину, способную проводить свет, пьезоэлектрический слой и электроды, передающие электрические сигналы пьезоэлектрическому слою и обратно. Под воздействием тока этот слой вызывает сокращения волокна, что может быть использовано, например, для создания акустических волн.

Кроме того, волокно имеет отражающий слой, который выполняет роль своеобразного оптического переключателя. Он взаимодействует со световой волной определённых длин, которые обусловлены толщиной слоёв. Если электрический импульс заставит «зеркало» сократиться, цвет, с которым будет взаимодействовать слой, изменится. Вставьте волокно в одежду — и она превратится в живой телевизор!

Да что одежда — любая поверхность может стать экраном. Причём говорящим: не забываем о способности волокна создавать звуковые волны.

Йоэль Финк считает, что его детище ждёт большое будущее. Скажем, если волокно заткать в коврик у двери, оно сможет посчитать количество человек, прошедших по нему. Если его внедрить в композиционные материалы конструкционного назначения, оно сообщит о трещинах задолго до того, как они станут опасными. Но самая заманчивая область применения новинки — биомедицина. Диаметр волокон меньше микрометра, так что их можно отправить внутрь сосудов и органов для мониторинга сердечного ритма, кровотока, биомаркеров и т. д. Способность волокон проводить инфракрасное излучение и звуковые сигналы позволит им заменить ультразвуковое исследование, электрокардиографию и химическую спектрометрию.

Результаты исследования изложены в журнале Nature Materials.

Подготовлено по материалам Массачусетского технологического института.


Источник: Компьюлента



Комментарии
Gromolyot, 14 июля 2010 12:54 

Какое зеркало? Куда сократится? "цвет, с которым будет взаимодействовать слой" - это что?
Излучение звуковой волны (в слышимом допазоне) микронным волокном - отдельная проблема.
Тот ли источник Компьюлента который здесь уместно цитировать?
Если вы хотите что-то изложить - излагайте. Но
перепечатывать со слов журналистов, вольно
обращающихся с терминалогией, и не только -
увольте.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

3D-printing
3D-printing

VIII Международная Конференция «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов»
VIII Международная Конференция «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов» (http://dfmn.imetran.ru/) пройдет в Москве (ИМЕТ РАН) с 19 по 22 ноября 2019 г. В рамках Конференции пройдет Молодежная школа-конференция.

Более 770 площадок пожелали присоединиться к Всероссийскому химическому диктанту с международным участием 18 мая
Более 770 площадок подали заявки на участие во II Всероссийском химическом диктанте, который в этом году пройдет с международным участием 18 мая в 13:00. Мероприятие организовано Московским государственным университетом имени М.В. Ломоносова, Химическим факультетом МГУ и корпорацией «Российский учебник» при поддержке Ассоциации учителей и преподавателей химии.

Найдены превращающие свет в электричество камни
Ученые обнаружили возникновение электрического тока в неорганических системах, что напоминает первые этапы усваивания энергии Солнца бактериями и растениями в процессе фотосинтеза. Открытое явление протекает в различных минералах и почвах. В отличие от обычного фотосинтеза, в данном случае участвуют только неорганические соединения, которые не имеют отношения к деятельности живых форм.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2019 году
Семенова Анна Александровна
21-24 мая 2019 года в лабораторном корпусе Б пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками ФНМ МГУ.

«Наука открывает огромные просторы для творчества»
Яна Хлюстова, Екатерина Мищенко
Об олимпиадах школьников и начале научного пути в интервью Indicator.Ru рассказала Екатерина Жигилева, студентка второго курса химического факультета МГУ им. Ломоносова.

Интервью с Константином Козловым - абсолютным победителем XIII Наноолимпиады
Семенова Анна Александровна
Школьник 11 класса Константин Козлов (г. Москва) стал абсолютным победителем Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" 2018/2019 по комплексу предметов "физика, химия, математика, биология". О своих впечатлениях, увлечениях и немного о планах на будущее Константин поделился с нами в интервью.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.