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Extrem langlebiger Sensor für Smart Textiles

03.11.2020

Forscher an der Harvard School of Engineering and Applied Sciences. John A. Paulson und das Wyss Institute of Biological Engineering (USA) haben einen hochempfindlichen und zuverlässigen Sensor entwickelt, der in intelligente Sportbekleidung, medizinische Geräte oder VR-Geräte eingebettet werden kann, berichtet der Pressedienst von Harvard SEAS.

„Moderne weiche Dehnungsmessstreifen sind zwar empfindlich, aber auch sehr zerbrechlich“, sagt Oluwaseun Araromi, wissenschaftlicher Mitarbeiter für Material- und Maschinenbau am SEAS und am Wyss Institute und Hauptautor des Papiers. Zerbrechliche, aber sehr starke Sensoren sind normalerweise nicht sehr zerbrechlich empfindlich. Also mussten wir Mechanismen finden, die es uns ermöglichen würden, genug von jeder Eigenschaft zu bekommen.“

Um dieses Problem zu lösen, haben die Forscher den Sensor robust und gleichzeitig empfindlich ausgelegt. Im Gegensatz zu modernen Zugsensoren, die auf exotischen Materialien wie Silizium- oder Gold-Nanodrähten basieren, benötigt dieser Sensor keine speziellen Fertigungstechniken oder gar einen Reinraum. In diesem Fall wurde es aus Kohlefaser hergestellt.

Die Forscher testeten die Stabilität des Sensors, indem sie ihn mit einem Skalpell schlugen, darauf hämmerten, ihn mit einem Auto überfuhren und ihn zehnmal in die Waschmaschine warfen. Der Sensor wurde nie beschädigt.

Um seine Empfindlichkeit zu demonstrieren, bauten die Wissenschaftler den Sensor in eine Stoffhülle ein, die sie dem Probanden umlegten. Er wurde gebeten, verschiedene Gesten zu machen, darunter das Ballen seiner Hand zur Faust, das Öffnen oder Ballen seiner Handflächen. Die Sensoren erkannten durch das Gewebe kleine Veränderungen in den Unterarmmuskeln des Probanden, und der maschinelle Lernalgorithmus konnte diese Gesten erfolgreich identifizieren.

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Neue Methode zur Herstellung leistungsstarker Batterien 08.05.2024

Mit der Entwicklung der Technologie und dem zunehmenden Einsatz von Elektronik wird die Frage der Schaffung effizienter und sicherer Energiequellen immer dringlicher. Forscher der University of Queensland haben einen neuen Ansatz zur Herstellung von Hochleistungsbatterien auf Zinkbasis vorgestellt, der die Landschaft der Energiebranche verändern könnte. Eines der Hauptprobleme herkömmlicher wiederaufladbarer Batterien auf Wasserbasis war ihre niedrige Spannung, die ihren Einsatz in modernen Geräten einschränkte. Doch dank einer neuen, von Wissenschaftlern entwickelten Methode konnte dieser Nachteil erfolgreich überwunden werden. Im Rahmen ihrer Forschung wandten sich Wissenschaftler einer speziellen organischen Verbindung zu – Catechol. Es erwies sich als wichtige Komponente, die die Stabilität der Batterie verbessern und ihre Effizienz steigern kann. Dieser Ansatz hat zu einer deutlichen Spannungserhöhung der Zink-Ionen-Batterien geführt und sie damit wettbewerbsfähiger gemacht. Laut Wissenschaftlern haben solche Batterien mehrere Vorteile. Sie haben b ... >>

Alkoholgehalt von warmem Bier 07.05.2024

Bier, eines der häufigsten alkoholischen Getränke, hat einen ganz eigenen Geschmack, der sich je nach Temperatur des Konsums verändern kann. Eine neue Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams hat herausgefunden, dass die Biertemperatur einen erheblichen Einfluss auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks hat. Die vom Materialwissenschaftler Lei Jiang geleitete Studie ergab, dass Ethanol- und Wassermoleküle bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Arten von Clustern bilden, was sich auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks auswirkt. Bei niedrigen Temperaturen bilden sich eher pyramidenartige Cluster, wodurch die Schärfe des „Ethanol“-Geschmacks abnimmt und das Getränk weniger alkoholisch schmeckt. Im Gegenteil, mit steigender Temperatur werden die Cluster kettenförmiger, was zu einem ausgeprägteren alkoholischen Geschmack führt. Dies erklärt, warum sich der Geschmack einiger alkoholischer Getränke, wie z. B. Baijiu, je nach Temperatur ändern kann. Die Erkenntnisse eröffnen Getränkeherstellern neue Perspektiven, ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

Die Effizienz des geteilten Laserstrahls wird erhöht 22.01.2015

Femtosekundenlaser werden häufig zur Endbearbeitung kritischer Teile wie arterieller Stents oder zur Erzeugung mikroskopischer Reliefs auf ihnen im Mikrometer- oder sogar Nanometerbereich verwendet. Femtosekundenlaser sind sehr gut: Indem sie die Energie in kürzesten Impulsen konzentrieren, lassen sie die Wärme nicht weit über den beleuchteten Punkt hinaus ausbreiten. Die Energiekonzentration kann jedoch übermäßig groß werden, dann muss der Strahl geschwächt werden, und ein erheblicher Teil der Energie wird verschwendet. Die Bearbeitung mit solchen Lasern erfolgt Punkt für Punkt, indem die Oberfläche des Produkts mit einem Strahl abgetastet wird. Dies erfordert viel Zeit und Energie.

Spanische Ingenieure der Universität Jaime I in Castello unter der Leitung von Gladys Minguez-Vega beschlossen, beide Mängel zu beseitigen. Mithilfe einer speziell entwickelten Beugungsmatrix teilten sie den Laserstrahl in 52 Strahlen auf. Als Ergebnis ist die Energie von jedem von ihnen auf das gewünschte Niveau abgesunken, und die Behandlung kann mit allen Strahlen gleichzeitig durchgeführt werden. Es wird 52-mal schneller, und wenn Sie es versuchen, können Sie die Leistung sogar um das Hundertfache steigern.

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