Исследователи разработали датчики магнитного поля, которые можно наносить прямо на кожу. Поскольку такие сенсоры могут определять не только расстояние до источника, но и ориентацию поля, разработчики предложили использовать их в качестве беспроводного контроллера для управления техникой, сообщается в работе, опубликованной в журнале Science Advances.

Обычно датчики и другая электроника создаются из жестких материалов, но в последние несколько лет инженеры и ученые представили множество материалов для гибкой электроники и основанные на них прототипы. Поскольку такие разработки часто предлагается использовать в носимых устройствах или «умной одежде», инженеры нередко рассматривают в качестве основы биосовместимые материалы.

Исследователи под руководством Гильберта Сантьяго Каньон Бермудес (Gilbert Santiago Cañón Bermúdez) из Центра имени Гельмгольца Дрезден-Россендорф разработали «магнитную кожу» — гибкий и чувствительный к магнитным полям материал, который можно наклеивать прямо на кожу. В 2015 году они уже представляли подобную разработку, но тогда она могла регистрировать лишь наличие магнитного поля. В новой статье ученые описывают более сложную схему, которая позволяет измерять его направление.

Созданная учеными «кожа» состоит из полимиидной пленки толщиной 1,7 микрометра и располагаемой на коже полидиметилсилоксановой пленки толщиной пять микрометров. Между этими слоями основной электронный компонент — массив из датчиков на спиновых клапанах, соединенных с измерительными мостами для определения их сопротивления.

Изображение датчика. Gilbert Santiago Cañón Bermúdez et al. / Science Advances, 2018

Принцип действия датчиков основан на эффекте гигантского магнетосопротивления. Он заключается в том, что, если изменить направление намагниченности соседних магнитных слоев, их электрическое сопротивление заметно возрастает. Соответственно, при изменении положения датчика относительно источника внешнего поля (например, постоянного магнита) по изменению сопротивления можно определить определить угол поворота.

Ученые продемонстрировали возможные применения пленки, создав два контроллера. В одном случае они наклеили пленку на ладонь и, поворачивая ее вокруг магнита, смогли управлять интенсивностью свечения виртуальной лампы.

Во втором случае они показали интерфейс для носимых устройств. Исследователи закрепили на браслете пленку с датчиком, а на пальце небольшой постоянный магнит. Нажимая на руку с разных сторон они смогли набрать номер, поскольку направление магнитного поля меняется в зависимости от расположения магнита относительно датчика.

В прошлом году американские инженеры разработали систему записи и считывания информации с ферромагнитной ткани. Интересно, что для считывания информации с такого носителя можно использовать магнитометр, который установлен во многих современных смартфонах.

Автор: Григорий Копиев