Японские учёные создали сверхчувствительные датчики давления по образцу кошачьих усов

Исследователи из Университета Синсю (Япония) разработали инновационные носимые датчики давления, имитирующие принцип работы кошачьих вибрисс. Новые устройства, названные аэрогелями из биомассы и альгината натрия (BFA), были созданы с использованием микроволокон конопли и полианилина.

Команда под руководством адъюнкт-профессора Чунхонг Чжу применила метод полимеризации in situ и сублимационно-синергетическую сборку для получения сверхлёгкой пористой структуры. В этой конструкции фотонные гетероструктуры имитируют кошачьи вибриссы, а пористая структура полости воспроизводит функцию фолликулярно-синусных комплексов (ФСНК), усиливающих механические сигналы.

Датчики продемонстрировали чувствительность 6,01 кПа-1 и время отклика 255 миллисекунд. Они способны выдерживать нагрузку, превышающую собственный вес в 10,4 x 10³ раз, что почти вдвое превосходит прочность существующих нанофибриллярных аэрогелей.

В ходе испытаний устройства успешно фиксировали каротидный пульс, распознавали рукописный текст и передавали информацию с помощью азбуки Морзе. Особенно эффективными датчики оказались при мониторинге спортивных движений — они точно регистрировали изменения давления при различных техниках подачи в бадминтоне.

Важным преимуществом новой технологии является её экологичность. В отличие от традиционных методов, производство BFA не требует высокотемпературной карбонизации и сложной обработки, что делает процесс энергоэффективным и пригодным для масштабного производства.