По данным университета, исследователи «интегрировали его в пару спортивных леггинсов». «Просто взглянув на свой смартфон, тестировщики могли увидеть, когда они достигли своего предела и нужно ли им сделать перерыв».
Это не первый случай создания пряжи с емкостным датчиком, но эта «пряжа значительно более чувствительна к минимальным движениям. Даже небольшое его растяжение вызывает отчетливо измеримые колебания датчикобвинение», — сказал исследователь Тайлер Катберт.
Большая экспериментальная и теоретическая работа была направлена на поиск структуры, обладающей этой характеристикой, которая позволила получить пряжу, в которой один электрод представляет собой относительно толстый проводящий эластомер (самый левый), вокруг которого по спирали намотан тонкий изолированный медный провод — другой электрод. При натяжении медная проволока выпрямляется, вгрызаясь в эластомер и выпячивая его в более толстую спираль (близко слева).
Полненькие при растяжении настолько необычны, что у этого эффекта есть собственное название: «ауксетическое» поведение.
«Изменение емкости происходит из-за комбинации расстояния между электродами и изменения площади между электродами», — сказал Катберт Electronics Weekly. «Ауксетический характер приводит к взаимодействию между двумя электродами в форме поглощения, что, в свою очередь, приводит к увеличению площади между электродами. Правильное сочетание параметров – диаметров, шага спирали и соотношений – приводит к получению ауксетического характера. Это, в свою очередь, позволяет ему достичь превосходной чувствительности».
Теоретическое понимание было таким, что команда также разработала спиральные комбинации с почти нулевым изменением емкости при растяжении двойной спирали.
Последний чувствительный узел был пассивным, с клеммами чувствительного элемента. конденсатор подключен непосредственно к концам рамочной антенны (правую), который в конечном итоге будет подключен к телефону.
Для реалистичного тестирования датчик был пришит к облегающим спортивным лосинам (оставил), с антенной, вшитой токопроводящей нитью прямо в жгут.
«Поскольку датчик расположен так близко к телу, мы можем очень точно фиксировать движения тела, даже не замечая этого», — сказал исследователь профессор Карло Менон.
По словам ETH, менее регулярные шаги и укороченная походка являются индикаторами наступления усталости у бегунов, и чувствительные шорты смогли обнаружить эту ситуацию.
Работа описана в тщательной и четко представленной статье «HACS: емкостные датчики деформации со спиральной ауксетической нитью с чувствительностью, превышающей теоретический предел», опубликованной в Advanced Materials и доступной полностью без оплаты.