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新しい繊維で水量を測定できます。

2010/7/21 11:27:00 31

研究者はその開発した音を出すことができて、検査します。
繊維

数百年来
人造繊維
服とひもの素材を指すが、情報の時代になると、繊維の意味は通信網にデータを運ぶガラスの細線になる。
しかし、マサチューセッツ工科大学電子研究室のユル・ファンク准教授にとっては、織物や光ファイバーで使われているこれらの繊維は受動的すぎる。
過去10年間、彼の実験室は繊維織物が周囲の環境と対話できるように、より先進的な性能を持つ繊維の開発に力を入れてきました。

最近号の《自然・材料》の雑誌の上で、ファンクと協力者は1種のマイルストーンの意義を持つ新しい機能の繊維を宣言しました。

この繊維の応用には、マイクとして使える服を作って、音声をキャプチャーしたり、体の機能を監視したり、毛細血管中の血液の流れや脳の圧力を測定できる細い単線を作ったりすることがあります。

新規

繊維

中心は非対称分子を含むプラスチックです。

普通の

光ファイバ

「プレ製品」で作ったのです。プレ製品は加熱、タップ、冷却が可能な大きな円筒状の単一材料です。

これに比べて、ファンク実験室が開発した繊維は、いくつかの異なる材料を丹念に幾何学的に配置し、加熱と引張プロセスにおいて完全無欠なまま維持することができます。

新しい音響繊維のコアはマイクロフォンで一般的に使用されるプラスチックである。

このプラスチック中のフッ素含有量は，その分子が不均衡状態にあること，すなわちフッ素原子と水素原子の各データ側にあることを研究者に確保させ，加熱と引張の間でも同様である。

この分子の非対称性はプラスチックに「圧電性」を与え，これは電場を印加すると形状が変わることを意味する。

従来の圧電マイクロフォンにおいて，電場は金属電極から発生した。

しかし，1つのファイバマイクロフォンにおいて，引張りプロセスは金属電極がそれらの形状を失う原因となる。

そのため、研究者はグラファイトを含む導電性プラスチックを代用した。

導電性プラスチックは加熱すると金属電極よりも高い粘着性を維持するために稠密な液体を発生する。

これは材料の混合を阻止するだけでなく，最も重要なのは繊維を通常の厚さにすることである。

繊維が引張された後，研究者はすべての圧電分子を同じ方向に配置する必要がある。

このとき，強い電場（雷雨による稲妻発生の電場よりも20倍強い）を適用する必要がある。

繊維の中ではどこでも非常に狭いため、周囲の物質を破壊する微小な稲妻の玉ができます。

声を出す

繊維

用途が広い

製造過程ではこの微妙なバランスが必要ですが、研究者は実験室でこのような機能繊維を作ることができます。

これらを電源に接続し、正弦波電流（周期が非常に安定した交流）を印加すると、これらの繊維は振動します。

オーディオ周波数で振動させ、耳に近づけば、異なる音や音が聞こえます。

「自然・材料」の論文では，より厳密に繊維の音響特性を測定した。

水は空気よりも音をよく伝導するので、繊維を標準音エネルギー変換器の向こうの水槽に置いて、繊維で検出された音波を交互に出すことができます。繊維から出る音波も検出できます。

研究者は最終的にこれらの実験を行うことを希望しています。
繊維
の性能は一本の単一繊維に統合されている。
例えば、強い振動は、反射光ファイバの光学的特性を変化させ、繊維織物を光学的に通信させることができる。
装着可能なマイクロフォンとバイオセンサに加えて，この繊維の応用は海洋中の水の流れを監視できる網と高分解能の大面積イメージングシステムを含み，この音響繊維を用いて織られた織物は数百万の微小音響センサに相当する。
研究者によると、同じ仕組みを利用して、圧電素子は逆に電力を運動に転化できるという。