Delikatny dotyk robota

Duet amerykańskich naukowców z University of Nebraska - dr Vivek
Maheshwari wraz z dr Ravi F. Sarafem - przy tworzeniu sensora
dotyku wykorzystali zjawisko samoorganizacji, to jest samoczynnego
uporządkowanego układu cząstek w względem siebie.

"Dzięki samoorganizacji, naszymi sensorami dotyku będzie można
pokryć duże powierzchnie urządzeń, przykładowo końcówki chwytaków
robota. Proces konstrukcji sensorów nie wymaga zastosowania
jakiejkolwiek techniki nanolitograficznej" - wyjaśnia doktor R. F.
Saraf.

Nowy sensor dotyku składa się z kilku warstw nanocząstek (drobinek
o średnicy miliardowych części metra) ułożonych naprzemiennie:
złota (Au) i siarczku kadmu (CdS).

Nanocząsteczkowe warstwy poprzedzielane są cienkimi filmami
dielektrycznymi, wykonanymi z sulfonowanego polistyrenu - PSS
(ang. poly(styrene sulfonate) i chlorowodorku polialliloaminy -
PAH (ang. poly(allylamine hydrochloride).

"Sensor o grubości około 100 nanometrów działa w taki sposób, że
nacisk przyłożony do jego zewnętrznej +wrażliwej+ powierzchni,
generuje zmianę gęstości ładunków elektrycznych nanowarstw oraz
powstanie efektu elektroluminescencji - oba te zjawiska są wprost
proporcjonalne do siły nacisku" - tłumaczy dr Saraf.

Elektroluminescencja to rodzaj luminescencji (świecenia) wywołanej
przez prąd elektryczny lub obecność pola elektrycznego.

By umożliwić obserwację elektroluminescencji, układ nanocząstek
został zamknięty pomiędzy pokrytą złotem warstwą plastiku i
przewodzącego szkła (ITO). Za płytką szklaną zainstalowano
specjalną kamerę cyfrową (ang. charge-coupled device - CCD) o
dużej rozdzielczości rejestrującą luminescencję nanocząstek.

Jak twierdzą naukowcy, rozdzielczość sensora (zdolność do
rozróżniania dwóch blisko leżących punktów) limitowana jest
obecnie tylko i wyłącznie jakością kamery zastosowanej do detekcji
elektroluminescencji.

Obraz, jaki otrzymuje się z kamery sensora po odciśnięciu
przedmiotu, np. amerykańskiej jednocentówki z siłą typową dla
ludzkiego dotyku - około 10 kPa - jest zbliżony jakością do obrazu
otrzymywanego z mikroskopu optycznego.

Według naukowców, opracowane sensory dotyku mogą służyć jako
urządzenia nadające chwytakom robotów (stosowanych między innymi w
medycynie) delikatności chwytu, podobnie jak ma to miejsce w
przypadku ludzkich dłoni.(PAP)