Введение, История - Использование полимеров

Нескольким западным компаниям удалось приблизить чудесный момент, когда реальным станет превращение привычных нам предметов одежды в удобные устройства управления всевозможными гаджетами. Владельцы интерактивного гардероба смогут с его помощью абсолютно полноценно управляться с множеством электронных помощников.

История

Полимеры, содержащие металлы, известны с начала ХХ века и об их свойствах в научных изданиях были опубликованы сотни статей. Но лишь в последние несколько лет был разработан технологический процесс производства этих материалов нового класса и их качества стали широко использоваться массовым потребителем. Первая компания, создающая изделия разнообразного предназначения из композитных материалов, работающих на основе эффекта квантового туннелирования, названа Ператек (Peratech).

Технология

Работа сенсорных тканей основана на принципе, который очень легко объясним и использование которого на практике оказывается еще проще.

Стандартных композитные материалы изготавливаются из углеродных полимеров. В них некоторые частицы углерода постоянно контактируют друг с другом, образуя путь тока. В случае создания давления большее число частиц вступают в контакт и тем самым большее число путей тока образуется. Такой тип проводимости называется перколяция (просачивание).

Интересующие нас quantum tunnelling composites (QTC) - композитные материалы, состоящие из металла и не проводящего электрический ток резинового связующего элемента. Используются они как датчики давления, а работа их основана на эффекте квантового туннелирования. Квантовое туннелирование - феномен квантовой механики, а там электрон рассматривается не как частица, а в большей степени как волна. Когда волна сталкивается с барьером, например, не проводящим ток материалом, она не обнуляется мгновенно, но уменьшается экспоненциально и если она не исчезла напрочь в момент достижения другой стороны барьера, тогда она продолжает там свое существование.

Другими словами, электрон возникнет на другой стороне не проводящего материала, т. е. будто пройдет сквозь тоннель в диэлектрическом барьере. Значит, без давления проводники располагаются чересчур далеко друг от друга, чтобы цепь замкнулась, но когда осуществляется давление, они приближаются друг к другу и электроны могут перемещаться через непроводящий ток компонент материала.

Таким образом, в QTC процесс проводимости совершенно иной: в обычном состоянии материала металлические частицы никогда не контактируют друг с другом, а при давлении они сближаются и становится осуществим эффект квантового туннелирования.

Похожие статьи




Введение, История - Использование полимеров

Предыдущая | Следующая