汽車輪胎的健康小助手：印刷型傳感器

科學(xué)家發(fā)明了一種成本便宜的印刷型傳感器，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控汽車輪胎，當(dāng)輪胎橡膠變得稀薄且需要更換時(shí)候傳感器將向駕駛員發(fā)出警報(bào)。該裝置將提高汽車的安全性，同時(shí)改善車輛性能和降低油耗。

美國(guó)杜克大學(xué)的研究人員利用金屬碳納米管構(gòu)建了這種新型傳感器——碳原子直徑只有十億分之一米的微小圓柱體，它能以99%的精度跟蹤毫米級(jí)的胎面深度變化。

杜克大學(xué)副教授富蘭克林指出，在今天的汽車傳感器和檢測(cè)技術(shù)中，幾乎沒有數(shù)據(jù)是從車輛真正接觸道路的唯一部分收集的。這項(xiàng)技術(shù)依賴于電場(chǎng)與金屬導(dǎo)體相互作用的力學(xué)原理，傳感器的核心是通過(guò)放置兩個(gè)小且非常接近的導(dǎo)電電極，將一個(gè)電壓施加到另一個(gè)電極上，在電極之間形成一個(gè)電場(chǎng)。

根據(jù)產(chǎn)品寬度來(lái)設(shè)置網(wǎng)格接許多傳感器以覆蓋輪胎，從而檢測(cè)輪胎不均勻、磨損等信息，雖然傳感器可以由各種材料和方法制成，但研究人員希望通過(guò)探索傳感器尺寸和結(jié)構(gòu)到基板和墨水材料的不同變量來(lái)優(yōu)化性能。

最終發(fā)現(xiàn)，在柔性聚酰亞胺膜上印刷金屬碳納米管電極可以獲得最佳效果。金屬碳納米管除了提供最好的結(jié)果外，還具有耐用、抵抗輪胎惡劣環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。

這些傳感器可以用氣溶膠噴射打印在大多數(shù)物體上，甚至在輪胎內(nèi)部。雖然目前還不確定直接印刷是最好的制造方法，但不管最終采用哪種方法，富蘭克林表示，一旦它們被批量生產(chǎn)，傳感器的成本將遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于每一分錢。

杜克大學(xué)還希望探索其他汽車應(yīng)用的印刷傳感器，如保持剎車片厚度或輪胎內(nèi)氣壓的標(biāo)簽等。