Группа исследователей из России, Белоруссии и Испании, возглавляемая профессором Московского физико-технического института Юрием Лозовиком, разработала микроскопический высокочувствительный датчик силы, состоящий из углеродных нанотрубок. Ученые использовали две нанотрубки различного типа, одна из которых является традиционной нанотрубкой, а вторая представляет собой длинный цилиндр, имеющий двойные стенки. Эти две нанотрубки закреплены и размещены таким образом, что их свободные концы находятся друг против друга на очень маленьком расстоянии. К нанотрубкам, которые выступают в качестве электродов, приложен небольшой электрический потенциал и через всю получившуюся конструкцию течет электрический ток силой около 10 наноампер.

Стенки углеродных нанотрубок являются замечательными электрическими проводниками, а через маленький промежуток ток течет за счет эффекта квантового туннелирования, позволяющим электронам за счет квантовых эффектов преодолевать небольшие барьеры и промежутки. Текущий через промежуток ток называют туннельным током и это явление достаточно широко используется в современной электронике, к примеру, в достаточно распространенных электронных приборах, называемых туннельными диодами.

В нанотрубочном датчике силы переменным параметром, указывающим на величину приложенной к нему силы, является отношение расстояния между концами нанотрубок к величине силы электрического тока. Величина тока позволяет вычислить относительное положение двух нанотрубок и, затем, абсолютное значение приложенного к датчику усилия.

Но сами нанотрубки еще не являются датчиком силы. Они лишь позволяют измерить деформацию пластины из упругого материала, на которой они и закреплены. Варьируя длину и толщину этих пластин, ученые могут изготавливать датчики, работающие в самых разных диапазонах. Демонстрируя работоспособность технологии, ученые изготовили датчики, способные измерить силы на уровне 10^-10 Ньютон, для сравнения, вес единственной бактерии составляет порядка 10^-14 Ньютон. Однако, разработанная учеными технология может быть использована не только для изготовления микровесов.

Ученые рассчитали, что если внутрь углеродной нанотрубки с двойными стенками поместить магнитные молекулы фуллеренов соответствующего размера, то воздействие на получившийся датчик внешним магнитным полем приведет к изменениям туннельного тока, текущего между нанотрубками. Такая модификация датчика превратит его в высокочувствительный датчик магнитных полей и потоков.



Ключевые слова:
Датчик, Сила, Углеродные, Нанотрубки, Промежуток, Электрический, Потенциал, Ток, Электрон, Туннельный, Эффект

Первоисточник

Другие новости по теме:

На основе углеродных нанотрубок и цепочек ДНК ученые создали чувствительный искусственный "нос".

"Нанотрубочный" карандаш позволяет рисовать химические датчики прямо на бумаге.

Углеродные нанотрубки могут вывести на новый уровень область медицинской магнитно-резонансной томографии

Новый метод пайки позволит производить транзисторы из углеродных нанотрубок для гибкой электроники

Создано наноэлектрогенератор, позволяющий получить энергию путем сжигания топлива, нанесенного на поверхность углеродных нанотрубок

Читай хороший источник новостей мира. . https://cosmo-frost.ru/problemy_holodilnikov/porvalas-rezinka-na-dveri-xolodilnika/

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.