כל החיישנים – על אותה פלטפורמה

This post is also available in: English (אנגלית)

היכולת למדוד לחץ, טמפרטורה ולחות היא מרכזית למגוון רחב של ישומים, החל מניטור מרחוק של חולים השוהים בביתם, ועד רובוטיקה, עור אלקטרוני (אלקטרוניקה גמישה שמחקה את תפקוד העור), טקסטיל תפקודי, מעקב ואבטחה ועוד.

עד היום, הצליחו חוקרים להגיע לשילוב של חיישנים שונים לתוך מעגל חשמלי משותף, אך הדבר היה כרוך במספר אתגרים טכניים, ביניהם כאלה הקשורים לממשק המשתמש.

כעת, הצליחו חוקרים ממעבדת האלקטרוניקה האורגנית באוניברסיטת Linköping בשוודיה לפתח חיישן חדש, שמסוגל לתרום באופן משמעותי לתחומי הרובוטיקה, הבריאות והביטחון. הם הצליחו לשלב את שלוש המדידות לכדי חיישן אחד.

תאית המושרית בתערובת פולימר יחודית פועלת כחיישן לצורך מדידת שלושת הפרמטרים בו זמנית – לחץ, טמפרטורה ולחות. המדידות הן עצמאיות לחלוטין זו מזו.

הדבר התאפשר הודות לפיתוח חומר גמיש מפולימרים, שמוליך גם יונים וגם אלקטרונים, ולניצול ההשפעה התרמו-חשמלית, כך לפי eurekalert.com.

המדענים פיתחו חומר, האירוג'ל, בעל אותו מבנה של ספוג רחצה. הוספת polysilane גורמת לספוג להיות אלסטי. ישום פוטנציאל חשמלי דרך החומר מספק הגדלה לינארית של הזרם, כמו בכל נגד. אבל כשהחומר נתון ללחץ, התנגדותו יורדת והאלקטרונים זורמים דרכו בצורה קלה יותר.

הודות לכך שהחומר הוא שילוב חשמל וחום, ניתן למדוד באמצעותו גם שינויי טמפרטורה: ככל שהפרש הטמפרטורה בין הצד הקר לצד החם גדול יותר, כך יתפתח מתח גבוה יותר. הלחות משפיעה על הקצב בה היונים נעים מהצד החם לקר. כשהלחות היא אפס, אף אחד מהיונים אינו נע.

"החיישן הייחודי שלנו גם מפלס את הדרך עבור ישומי האינטרנט של הדברים (IoT) ומביא להורדת העלויות והמורכבות של התהליך. בתעשייה הביטחונית זהו יתרון חשוב. ישום נוסף הוא הצבת חיישנים בחבילות של סחורות רגישות", לדברי סימון פביאנו, מרצה בכיר.