Создан осязательный сенсор с чувствительностью, близкой к человеческим пальцам

Чжунлин Вань (Zhong Lin Wang) из Технологического института Джорджии (США) представил осязательный сенсор, имеющий в основе массив транзисторов, которые выполнены из нанонитей оксида цинка.

Набор транзисторов на прозрачной и гибкой полимерной основе способен преобразовывать механическое воздействие в электрические сигналы, причем по точности делает это не сильно хуже, чем человеческая кожа на пальцах. Фото Georgia Tech / Gary Meek

Хотя разработок такого рода много, их чувствительность пока очень низка. Между тем Вань утверждает, что его вариант в 15 раз лучше ближайшего рукотворного конкурента. Более того, он будто бы почти подобрался к уровню чувствительности пальца среднего Homo Sapiens. Отет об исследовании опубликован в журнале Science.

Массив сенсоров из оксида цинка имеет пьезоэлектрические свойства: каждый кристалл создает электрический заряд, когда к нему прикладывается механическое воздействие. Это радикально отличается от стандартных подходов, когда нажатие меняет сопротивление сенсоров или их емкость.

В новой схеме нет и традиционного для электроники затвора: чтобы контролировать ток, текущий через нановолокна, используется лишь вышеупомянутый заряд пьезоэлектрического происхождения.

Благодаря прочности наноструктур из оксида цинка сенсорный массив ничуть не теряет в чувствительности при деформации, что позволяет применять его в гибкой электронике. При этом условия наращивания таких нановолокон довольно мягки и не требуют слишком высоких температур, что дает возможность использовать в качестве подложки полимерные материалы.

Разумеется, говорить о том, что столь чувствительные осязательные сенсоры могут заменить кожу людям, потерявшим какую-то ее часть или лишившимся той или иной конечности и живущим с протезом, пока не приходится. Создать просто "кожу" мало: ее сигналы нужно научить перекодировать в импульсы, воспринимаемые нервной системой, что не менее сложно. Однако без применения сенсоры такого рода не останутся уже сейчас.

Так, по словам разработчика, его датчики столь чувствительны, что по одной силе нажатия и ее изменениям во времени и пространстве при письме могут отличить подлинность подписи того или иного лица, делая возможным удаленную верификацию тех же финансовых транзакций или каких-то правовых действий.