Ученые изготовляют высокоинтенсивные датчики давления с использованием графеновых мембран

Высоко миниатюрные датчики давления были изготовлены учеными из Манчестерского университета с помощью графеновых мембран, способных обнаруживать небольшие изменения давления с высокой чувствительностью в широком диапазоне рабочих давлений.

Авторы: Манчестерский университет

Написано в Наноскале, д-р Аравинд Виджаярагаван и недавно окончил аспирантуру доктора Кристиана Бергера, продемонстрировав возможность создания одной атомной тонкой мембраны графена, плавающей только нанометры над поверхностью кремниевого чипа.

Когда давление подталкивает эту мембрану ближе к поверхности чипа, последующее изменение емкости затем измеряется для считывания изменения давления. Устройство может быть разработано с невероятно высокой чувствительностью к изменениям давления путем изготовления тысяч вышеупомянутых плавающих мембран, расположенных близко друг к другу.

Графен считается первым в мире двумерным материалом. Конструкция использует свою удивительную тонкость, с большой гибкостью и высочайшей прочностью любого известного материала; такая технология важна для создания уникальной комбинации превосходных свойств.

Мы используем эту графеновую мембрану в сочетании с очень тонким полимерным опорным слоем, который позволяет нам производить тысячи плавучих графеновых мембран, плотно упакованных в небольшую область, что приводит к этому высокопроизводительному датчику давления. Несмотря на свою удивительную силу, тонкую графеную мембрану с одним атомным слоем невозможно выращивать и обрабатывать, не вызывая трещин и отверстий, что может привести к отказу устройства. Чтобы преодолеть это, мы используем эту графеновую мембрану в сочетании с очень тонким полимерным опорным слоем, что позволяет нам производить тысячи плавающих графеновых мембран, плотно упакованных в небольшую область, что приводит к этому датчику давления с наивысшей производительностью.

Д-р. Аравинд Виджаярагаван, Манчестерский университет

Д-р. Виджаярагхаван и д-р Бергер совместно создали компанию-экструдера «Атомная механика», цель которой – коммерциализировать эту технологию. Недавно д-р Бергер и Даниэль Мелендрез-Армада, один из аспирантов, также получили награду Eli и Britt Harari Graphene Enterprise за концепцию сенсорного интерфейса на основе этой технологии датчиков давления.

Д-р. Бергер сказал: «Наш датчик может найти ряд приложений, таких как двигатели, промышленные установки и даже бытовые системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC), которые предлагают нам большой рынок. Эта технология также может быть использована для разработки сенсорных экранов следующего поколения для бытовой электроники и новых видов медицинских устройств ».

Source link