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

 

Опал наизнанку
Опал наизнанку

Наносистемы: физика, химия, математика (2022, Т. 13, № 4)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume13/13-4
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Не только производные: как рассчитать кривизну пластины. Фуллерен и антибиотик. О непостоянстве ширины запрещенной зоны в ван-дерваальсовом магнитном топологическом изоляторе. Девятая Всероссийская конференция с международным участием “Топливные элементы и энергоустановки на их основе”

Поступай без экзаменов в совместную магистратуру "ИИ в биотех системах" ИТМО, Татнефть и АГНИ
Университет ИТМО, компания Татнефть и Альметьевский государственный нефтяной институт запускают совместную программу магистратуры "Искусственный интеллект в биотехнологических системах". Программа направлена на биологов, биотехнологов и химиков, готовых оттачивать навыки программирования и применять data-driven подход для решения фронтирных научных задач и создания реальных продуктов для вывода на рынок.

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022
Коллектив авторов
Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022 содержат следующую информацию:
• Подготовка бакалавров на факультете наук о материалах МГУ
• Состав Государственной Экзаменационной Комиссии
• Расписание защит выпускных квалификационных работ бакалавров
• Аннотации квалификационных работ бакалавров

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2022 году
коллектив авторов
24 - 27 мая пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Пятилетка Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!": что было и что может быть в будущем
Е.А.Гудилин , А.А.Семенова
Уже более 15 лет живет и развивается Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в будущее!". За всю историю Олимпиады было предложено много инновационных решений, охват олимпиадой составил более 50 000 участников по всей Российской Федерации и странам ближнего зарубежья. В статье приводятся статистические данные по Олимпиаде и возможные пути ее дальнейшего развития.

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.



 
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.