L'accéléromètre créé par les chercheurs de KTH pourrait être utilisé dans les téléphones mobiles pour la navigation, jeux mobiles et podomètres, ainsi que des systèmes de surveillance des maladies cardiaques et des appareils portables à capture de mouvement qui peuvent surveiller même les moindres mouvements du corps humain. Crédit :KTH Institut royal de technologie
Dans ce qui pourrait être une percée pour les technologies de capteurs corporels et de navigation, les chercheurs de KTH ont développé le plus petit accéléromètre jamais signalé, utilisant le nanomatériau hautement conducteur, graphène.
Chaque jour qui passe, la nanotechnologie et le potentiel du matériau graphène font de nouveaux progrès. La dernière avancée est un petit accéléromètre fabriqué avec du graphène par une équipe de recherche internationale impliquant le KTH Royal Institute of Technology, Université RWTH d'Aix-la-Chapelle et institut de recherche AMO GmbH, Aix-la-Chapelle.
Parmi les applications envisageables figurent les systèmes de surveillance des maladies cardiovasculaires et les technologies de capture de mouvement portables et portables ultra-sensibles.
Pendant des décennies, les systèmes microélectromécaniques (MEMS) ont été à la base de nouvelles innovations dans, par exemple, technologie médicale. Maintenant, ces systèmes commencent à passer au niveau supérieur :les systèmes nano-électromécaniques, ou NEMS.
Fan de Xuge, chercheur au Département Micro et Nanosystèmes du KTH, affirme que les propriétés matérielles uniques du graphène leur ont permis de construire ces accéléromètres ultra-petits.
« Sur la base des enquêtes et des comparaisons que nous avons faites, on peut dire que c'est le plus petit accéléromètre électromécanique rapporté au monde, " dit Fan. Les chercheurs ont rapporté leurs travaux dans Nature Électronique .
Image SEM d'un accéléromètre NEMS ultra-miniaturisé avec des fils de liaison. Crédit :KTH Institut royal de technologie
La mesure par laquelle tout chef d'orchestre est jugé est la facilité avec laquelle, et rapidement, les électrons peuvent le traverser. Sur ce point, avec son extraordinaire résistance mécanique, Le graphène est l'un des matériaux les plus prometteurs pour un éventail époustouflant d'applications dans les systèmes nano-électromécaniques.
"Nous pouvons réduire les composants en raison de l'épaisseur à l'échelle atomique du matériau, et il a de grandes propriétés électriques et mécaniques, " dit Fan. " Nous avons créé un accéléromètre piézorésistif NEMS qui est considérablement plus petit que tous les accéléromètres MEMS disponibles aujourd'hui, mais conserve la sensibilité dont ces systèmes ont besoin."
L'avenir de ces petits accéléromètres est prometteur, dit Fan, qui compare les progrès de la nanotechnologie à l'évolution des ordinateurs de plus en plus petits.
« Cela pourrait éventuellement profiter aux téléphones mobiles pour la navigation, jeux mobiles et podomètres, ainsi que des systèmes de surveillance des maladies cardiaques et des appareils portables à capture de mouvement qui peuvent surveiller même les moindres mouvements du corps humain, " il dit.
Une matrice emballée et liée contenant 64 dispositifs. Crédit :KTH Institut royal de technologie
D'autres utilisations potentielles de ces transducteurs NEMS incluent des capteurs et des actionneurs NEMS ultra-miniaturisés tels que des résonateurs, gyroscopes et microphones. En outre, ces transducteurs NEMS peuvent être utilisés comme système pour caractériser les propriétés mécaniques et électromécaniques du graphène, dit Fan.
Max Lemme, professeur à RWTH, est enthousiasmé par les résultats :« Notre collaboration avec KTH au fil des ans a déjà montré le potentiel des membranes en graphène pour les capteurs de pression et à effet Hall et les microphones. Nous avons maintenant ajouté des accéléromètres au mélange. Cela me donne l'espoir de voir le matériau sur le marché dans quelques années. Pour cela, nous travaillons sur des techniques de fabrication et d'intégration compatibles avec l'industrie."
