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新しい繊維で水量を測(cè)定できます。

2010/7/21 11:27:00 31

研究者はその開(kāi)発した音を出すことができて、検査します。
繊維

數(shù)百年來(lái)
人造繊維
服とひもの素材を指すが、情報(bào)の時(shí)代になると、繊維の意味は通信網(wǎng)にデータを運(yùn)ぶガラスの細(xì)線になる。
しかし、マサチューセッツ工科大學(xué)電子研究室のユル?ファンク準(zhǔn)教授にとっては、織物や光ファイバーで使われているこれらの繊維は受動(dòng)的すぎる。
過(guò)去10年間、彼の実験室は繊維織物が周囲の環(huán)境と対話できるように、より先進(jìn)的な性能を持つ繊維の開(kāi)発に力を入れてきました。

最近號(hào)の《自然?材料》の雑誌の上で、ファンクと協(xié)力者は1種のマイルストーンの意義を持つ新しい機(jī)能の繊維を宣言しました。

この繊維の応用には、マイクとして使える服を作って、音聲をキャプチャーしたり、體の機(jī)能を監(jiān)視したり、毛細(xì)血管中の血液の流れや脳の圧力を測(cè)定できる細(xì)い単線を作ったりすることがあります。

新規(guī)

繊維

中心は非対稱分子を含むプラスチックです。

普通の

光ファイバ

「プレ製品」で作ったのです。プレ製品は加熱、タップ、冷卻が可能な大きな円筒狀の単一材料です。

これに比べて、ファンク実験室が開(kāi)発した繊維は、いくつかの異なる材料を丹念に幾何學(xué)的に配置し、加熱と引張プロセスにおいて完全無(wú)欠なまま維持することができます。

新しい音響繊維のコアはマイクロフォンで一般的に使用されるプラスチックである。

このプラスチック中のフッ素含有量は，その分子が不均衡狀態(tài)にあること，すなわちフッ素原子と水素原子の各データ側(cè)にあることを研究者に確保させ，加熱と引張の間でも同様である。

この分子の非対稱性はプラスチックに「圧電性」を與え，これは電場(chǎng)を印加すると形狀が変わることを意味する。

従來(lái)の圧電マイクロフォンにおいて，電場(chǎng)は金屬電極から発生した。

しかし，1つのファイバマイクロフォンにおいて，引張りプロセスは金屬電極がそれらの形狀を失う原因となる。

そのため、研究者はグラファイトを含む導(dǎo)電性プラスチックを代用した。

導(dǎo)電性プラスチックは加熱すると金屬電極よりも高い粘著性を維持するために稠密な液體を発生する。

これは材料の混合を阻止するだけでなく，最も重要なのは繊維を通常の厚さにすることである。

繊維が引張された後，研究者はすべての圧電分子を同じ方向に配置する必要がある。

このとき，強(qiáng)い電場(chǎng)（雷雨による稲妻発生の電場(chǎng)よりも20倍強(qiáng)い）を適用する必要がある。

繊維の中ではどこでも非常に狹いため、周囲の物質(zhì)を破壊する微小な稲妻の玉ができます。

聲を出す

繊維

用途が広い

製造過(guò)程ではこの微妙なバランスが必要ですが、研究者は実験室でこのような機(jī)能繊維を作ることができます。

これらを電源に接続し、正弦波電流（周期が非常に安定した交流）を印加すると、これらの繊維は振動(dòng)します。

オーディオ周波數(shù)で振動(dòng)させ、耳に近づけば、異なる音や音が聞こえます。

「自然?材料」の論文では，より厳密に繊維の音響特性を測(cè)定した。

水は空気よりも音をよく伝導(dǎo)するので、繊維を標(biāo)準(zhǔn)音エネルギー変換器の向こうの水槽に置いて、繊維で検出された音波を交互に出すことができます?？嵕Sから出る音波も検出できます。

研究者は最終的にこれらの実験を行うことを希望しています。
繊維
の性能は一本の単一繊維に統(tǒng)合されている。
例えば、強(qiáng)い振動(dòng)は、反射光ファイバの光學(xué)的特性を変化させ、繊維織物を光學(xué)的に通信させることができる。
裝著可能なマイクロフォンとバイオセンサに加えて，この繊維の応用は海洋中の水の流れを監(jiān)視できる網(wǎng)と高分解能の大面積イメージングシステムを含み，この音響繊維を用いて織られた織物は數(shù)百萬(wàn)の微小音響センサに相當(dāng)する。
研究者によると、同じ仕組みを利用して、圧電素子は逆に電力を運(yùn)動(dòng)に転化できるという。