Наконец-то польза от табака. Новый термодатчик ETH Zurich в 100 раз точнее всех существующих

Например, термодатчик позволяет определить расстояние до руки человека, измеряя тепловое излучение тела. Сеть таких датчиков может распознавать жесты

Швейцарские специалисты из ETH Zurich разработали термометр рекордной чувствительности. Секрет — в применении биосинтетического гибридного материала, составленного из клеток табака (пектина), и углеродных нанотрубок.

Эффективный температурный коэффициент электрического сопротивления для нового материала составил 17,26 K^–1, то есть примерно на два порядка выше, чем в лучших из существующих сенсоров и в 300 раз выше, чем у любых электролитов!

В работе термодатчика ETH Zurich используется эффект ионной проводимости в упорядоченной структуре, которую естественным образом создают пектины (показаны синим на иллюстрации Е), соединяя между собой микроволокна целлюлозы (показаны серым на иллюстрации Е) в оболочке клеток растения (оболочка показана серым на иллюстрации С). Структура изображена на схематических диаграммах и фотографиях с электронного микроскопа.

Пектиновая структура содержит катионы металлов, в том числе Ca²⁺. Они отвечают за связь пектиновых цепочек, и эта связь резко ухудшается при повышении температуры. В результате, количество свободных катионов сильно увеличивается, что сказывается на проводимости.

Внедрение углеродных нанотрубок позволяет сохранить естественные биоэлектрические свойства растения после смерти клеток, а также сохраняет материал при высоких температурах. Получившееся вещество исследователи назвали «кибердревесиной» (cyberwood).

В таблице показаны рекордные показатели температурного коэффициента электрического сопротивления нового материала при разной влажности, вплоть до полной дегидрации (влажность 0%). Сопротивление увеличивается примерно на три порядка при изменении температуры на 40°C!

Таблица в приложении ^[1] к научной работе

Реакция материала на изменения температуры и влажности

Научная работа “Plant nanobionic materials with a giant temperature response mediated by pectin-Ca²⁺” опубликована ^[2] в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Бесплатный доступ к статье осуществляется через известные сервисы.

Автор: alizar

Источник ^[3]