Не секрет, что, усы – это важнейший орган осязания у различных животных. При помощи усов они улавливают даже самые незначительные колебания воздуха и лёгкие касания, благодаря чему способность к ориентированию сохраняется у них даже в абсолютной темноте.
Американским учёным приглянулась эта идея, реализованная самой природой, и они решили разработать электронную версию усов животных. При этом использовались углеродные нанотрубки и серебряные наночастицы. Созданные усы — это, по сути, датчик, улавливающий изменения давления в пределах одного паскаля. Целью разработки является обеспечение ориентации и передвижения роботов даже в самых экстремальных условиях.
В основе электронных усов лежат волокна, выполненные из материала высокой упругости. Нанесённая на них плёнка имеет сложную структуру, в которую входят серебряные наночастицы и нанотрубки из углерода. Результаты проведённых экспериментов позволяют сделать вывод о том, что чувствительность созданных датчиков значительно (до 10 раз) больше, чем у созданных ранее подобных им емкостных и резистивных элементов.
В процессе создания электронных усов разработчиками на упругие полимерные волокна была нанесена специальная паста, которая в большом количестве содержит углеродные нанотрубки. Из них сформировалась токопроводящая сеть с высоким удельным сопротивлением. Затем эта сеть была покрыта плёнкой, основанной на серебряных наночастицах. Благодаря этому электрическая проводимость сети из нанотрубок резко изменяется при механических прикосновениях и напряжениях.
Для обеспечения чувствительности электронных весов полимерные волокна, лежащие в их основании, должны быть достаточно гибкими. Изгибаясь в результате даже небольшого внешнего воздействия, они существенно изменяют удельное сопротивление датчика.
После окончательной доработки системы из таких датчиков можно будет создавать органы осязания для роботов. Помимо прочего, они смогут распознавать даже очертания объектов, находящихся поблизости. Кроме того, использование датчиков возможно в медицинской технике, в частности, при изготовлении различных имплантатов.
Помимо высокой чувствительности, датчики обладают и множеством других достоинств: они просты в производстве, отличаются небольшими габаритами и малым весом. Всё это существенно расширяет возможные сферы их применения.