科學(xué)家發(fā)明了一種成本便宜的印刷型傳感器,,可以實(shí)時(shí)監(jiān)控汽車(chē)輪胎,當(dāng)輪胎橡膠變得稀薄且需要更換時(shí)候傳感器將向駕駛員發(fā)出警報(bào),。該裝置將提高汽車(chē)的安全性,,同時(shí)改善車(chē)輛性能和降低油耗。
美國(guó)杜克大學(xué)的研究人員利用金屬碳納米管構(gòu)建了這種新型傳感器——碳原子直徑只有十億分之一米的微小圓柱體,,它能以99%的精度跟蹤毫米級(jí)的胎面深度變化,。
杜克大學(xué)副教授富蘭克林指出,在今天的汽車(chē)傳感器和檢測(cè)技術(shù)中,,幾乎沒(méi)有數(shù)據(jù)是從車(chē)輛真正接觸道路的唯一部分收集的,。這項(xiàng)技術(shù)依賴(lài)于電場(chǎng)與金屬導(dǎo)體相互作用的力學(xué)原理,傳感器的核心是通過(guò)放置兩個(gè)小且非常接近的導(dǎo)電電極,,將一個(gè)電壓施加到另一個(gè)電極上,,在電極之間形成一個(gè)電場(chǎng)。
根據(jù)產(chǎn)品寬度來(lái)設(shè)置網(wǎng)格接許多傳感器以覆蓋輪胎,,從而檢測(cè)輪胎不均勻,、磨損等信息,雖然傳感器可以由各種材料和方法制成,,但研究人員希望通過(guò)探索傳感器尺寸和結(jié)構(gòu)到基板和墨水材料的不同變量來(lái)優(yōu)化性能,。
最終發(fā)現(xiàn),在柔性聚酰亞胺膜上印刷金屬碳納米管電極可以獲得最佳效果,。金屬碳納米管除了提供最好的結(jié)果外,,還具有耐用、抵抗輪胎惡劣環(huán)境等優(yōu)點(diǎn),。
這些傳感器可以用氣溶膠噴射打印在大多數(shù)物體上,,甚至在輪胎內(nèi)部。雖然目前還不確定直接印刷是最好的制造方法,,但不管最終采用哪種方法,,富蘭克林表示,一旦它們被批量生產(chǎn),,傳感器的成本將遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于每一分錢(qián),。
杜克大學(xué)還希望探索其他汽車(chē)應(yīng)用的印刷傳感器,如保持剎車(chē)片厚度或輪胎內(nèi)氣壓的標(biāo)簽等,。