영국 대학의 엔지니어들은 부드럽고 유연한 "스마트 피부" 센서와 전자기파의 상호 작용을 통해 온도를 측정하는 새로운 방법을 개발했습니다.

팀이 개발한 센서는 탄소 섬유와 실리콘 고무의 합성물로 만들어졌으며 배터리 전원이나 온보드 처리 없이 작동합니다."라는 제목의 팀의 논문직접 무선 주파수 인터페이스를 갖춘 광범위한 연성 이방성 서미스터,"에 게재됩니다.네이처커뮤니케이션즈.

유연한 센서의 흡수 및 반사 능력무선 주파수(RF) 신호는 대기의 열기나 추위에 따라 달라지므로 다음을 감지할 수 있습니다.온도다른 유사한 장치보다 훨씬 더 넓은 범위에 걸쳐 있습니다.또한 온도에 대한 민감도를 잃지 않으면서 수천 번의 굽힘 및 늘어짐 주기를 견딜 수 있습니다.

온도 센서는 거의 모든 곳에서 발견됩니다.전자 기기, 이 기술의 세계 시장 규모는 현재 5~80억 달러 규모입니다.

전형적인온도 센서서미스터라고 알려진 는 온도 변화에 따라 저항을 변경하여 작동합니다.그러나 일반적으로 온도 변화의 좁은 범위에 대해서만 측정할 수 있습니다. 즉, 온도 센서는 넓은 감지 범위를 포괄하기 위해 다양한 서미스터 배열에 의존하는 경우가 많습니다.

글래스고 대학교 연구진이 이끄는 팀이 개발한 부드럽고 유연한 새 온도 센서는 30°C에서 200°C 이상까지 기록적인 범위의 온도를 읽을 수 있습니다.

이는 동일한 온도 감지 범위를 커버하는 데 필요한 장치 수가 줄어들기 때문에 미래의 무선 센서를 더 저렴하고 지속 가능하게 만드는 데 도움이 될 수 있습니다.

논문에서 연구원들은 3D 프린터를 사용하여 어떻게 제품을 성형하는지 보여줍니다.유연한 소재이를 안테나, RFID 라벨, 공진기와 같은 구성 요소에 통합했습니다.그런 다음 최대 300°C 범위의 다양한 온도에서 무선 주파수(RF) 방사선을 흡수하는 능력을 테스트했습니다.

영국 IC 연구원이자 글래스고 대학교 강사인 Mahmoud Wagih 박사가 연구를 주도했습니다.그는 "센서는 아날로그 세계와 스마트 장치 사이의 주요 인터페이스입니다. 온도나 습도와 같은 측정값의 실제 변화를 무선 스마트 장치에 전달하려면 먼저 해당 측정값을 디지털화해야 합니다.

"우리는 어떤 형태로든 쉽게 성형할 수 있는 일반적인 실리콘 및 탄소 섬유를 사용하여 간단한 연성 복합재를 설계했습니다. 이러한 피부와 유사한 기판은 넓은 영역에 안테나를 설계하는 데 사용할 수 있으며 온도 변화에 매우 민감한 신호를 방사할 수 있습니다..

"많은 연구자들이 액체 제제, 온도, 습도 및 기타 물리적, 화학적 매개변수를 측정하기 위해 RF 및 마이크로파 장치를 사용해 왔습니다. 그러나 이러한 수준의 감도는 이전에 입증되지 않았습니다."

사우샘프턴 대학(University of Southampton)의 연구원들은 구부릴 수 있는 전자 장치 및 스마트 직물에 쉽게 통합될 수 있는 유연하고 신축성이 있는 센서 소재의 개발을 지원했습니다.이 논문은 재료의 반응에 큰 변화 없이 수천 번의 주기 동안 재료가 어떻게 구부러지고 늘어날 수 있는지 보여줍니다.

러프버러 대학교(Loughborough University)의 공동 연구자들은 신소재의 전기적 특성을 특성화하여 이 소재가 5G 통신 기술의 스펙트럼에서 최대 26GHz 주파수까지 어떻게 작동하는지 보여주었습니다.연구팀은 재료가 서로 다른 방향에서 전기장과 상호 작용하는 방식을 변경하는 "이방성" 특성을 사용하여 특정 무선 신호에 대한 감도를 향상시키거나 감소시키도록 복합재를 더욱 맞춤화할 수 있다고 제안합니다.

이 기술은 생체 신호 모니터링, 레이더 감지, 위성 통신 및 6G 무선 네트워크를 포함한 광범위한 추가 미래 애플리케이션을 뒷받침할 수 있습니다.

Wagih 박사는 현재 지속 가능하고 생분해성 무선 전자 장치의 새로운 응용 분야를 찾기 위한 연구를 기반으로 하는 새로운 연구 프로젝트를 주도하고 있습니다.

Wagih 박사는 "최첨단 RF 감지 분야의 실적을 바탕으로 신체 중심 무선 감지를 위한 기능적이고 기본적으로 신축성이 있는 재료에 대한 추가 연구를 시작하게 되어 기쁘게 생각합니다.

"영국은 이미 응용 마이크로파 공학 분야의 선두주자이며고급 재료, 그리고 우리는공동 연구이는 상업적인 응용을 찾을 수 있는 결과로 이어지는 데 도움이 될 것입니다."