Исследователи из Гарвардской школы инженерных и прикладных наук Джона А. Полсона (SEAS) создали автономный растягивающийся термометр, который можно интегрировать в мягких роботов и умную одежду. Термометр состоит из электролита, электрода и диэлектрического материала, который их разделяет.

Интерфейс электролит/диэлектрик накапливает ионы, а диэлектрик/электрод — электроны. Дисбаланс заряда между ними создает ионное облако в электролите. При изменении температуры ионное облако меняет толщину и генерирует напряжение. Напряжение чувствительно к температуре, но нечувствительно к растяжению.

Мы разработали мягкие температурные датчики с высокой чувствительностью. Они быстро рассчитывают показатель. Новое открытие поможет при создании умной одежды и мягких роботов, – Чжиганг Суо, профессор и старший автор статьи.

Авторы расположили электролит, диэлектрик и электрод в различных конфигурациях, а дальше создали четыре конструкции датчика температуры. В одном месте они встроили датчик в мягкие щипцы и измерили температуру горячего яйца, сваренного вкрутую.

Такие датчики более чувствительны по сравнению с традиционными термоэлектрическими термометрами и могут реагировать на изменения температуры в течение примерно 10 миллисекунд. В зависимости от используемых материалов термометр может измерять температуру от 200 до –100 °C.

Мы сделали очень простую конструкцию, поэтому есть много различных способов настройки датчика в зависимости от приложения. Можно выбрать разные материалы, положение и в зависимости от этого оптимизировать устройство под разные задачи, – Еченг Ван, аспирант SEAS и первый автор статьи.