Волокна ткани, чувствительные к прикосновениям, могут обеспечить новые способы взаимодействия и управления электронными устройствами - «Наука и технологии»

Принципы управления и взаимодействия людей практически со всеми современными электронными устройствами основаны в настоящее время на использовании сенсорных экранов. Однако, существует ряд видов электронных устройств, в который входит встраиваемая носимая электроника, в которых использование сенсорных экранов невозможно в силу различных причин. И управление работой таких устройств можно организовать, использовав для этого мягкие и эластичные волокна специальной ткани, которые обладают чувствительностью к растяжению и прикосновению к их поверхности.

Волокна, из которых плетется "чувствительная" ткань, были разработаны исследователями из университета Северной Каролины. Каждое волокно состоит из сплетенных микроскопических, чуть более толстых, чем человеческий волос, полимерных трубок, заполненных жидким металлом, сплавом галлия и индия. При этом, волокно плетется из трубок, имеющих разную степень заполнения их полости жидким металлом. Одни волокна полностью заполнены сплавом, вторые заполнены на две третьи, и еще один вид заполнен сплавом на одну треть.

Это волокно реагирует на прикосновение точно таким же образом, как и поверхность сенсорного дисплея - путем регистрации изменений емкости отдельных участков, вызванных приближением к ним и воздействием на них пальца человека. Прикосновение пальца к различным участкам чувствительного волокна приводит к возникновению различных электрических сигналов, что обусловлено неравномерностью заполнения жидким металлом отдельных полимерных трубок. Эти сигналы можно интерпретировать соответствующим образом, преобразовать в жесты и на их основе выработать соответствующие команды управления электронными устройствами.

Следует отметить, что нечто подобное уже было сделано в недалеком прошлом при помощи серебряных нанопроводников, в одном случае, и токопроводящих чернил для печати, в другом. Но использование волокна с жидким металлом внутри является более перспективным направлением, если сплести вместе несколько волокон определенным образом, можно не только регистрировать прикосновения к ним, но и измерять уровни скручивания и растяжения, что значительно расширяет диапазон возможных областей применения.

"Используя данные об изменении электрической емкости волокна, мы можем сказать точно, насколько сильно оно деформировалось и сколько времени все это продолжалось" - рассказывает профессор Майкл Дики (Michael Dickey), - "На основе таких данных мы можем создать новые датчики скручивания, которые могут регистрировать сколько времени и как быстро вращался контролируемый объект. За счет использования в волокне упругих материалов, такой датчик может быть деформирован (скручен) в 100 раз сильнее, нежели любые подобные существующие датчики".