Thiết bị kiểm tra cơ học ElectroForce của TA Instruments được sử dụng trong nghiên cứu khoa học vừa được đăng trên tạp chí Nature Communications tháng 7 năm 2020

Các nhà nghiên cứu ở Đại học Phục Đán (Thượng Hải, Trung Quốc) vừa công bố thành công kết quả nghiên cứu trên tạp chí Nature Communications. Nghiên cứu này, với tiêu đề là “Cảm biến áp suất trong suốt và mềm dẻo dựa trên hiệu ứng lượng tử với mật độ cảm biến và độ nhạy siêu cao”, đã cung cấp cho chúng ta phương pháp sản xuất ở quy mô lớn những cảm biến áp suất với độ nhạy lên đến 260.3 kPa^-1 (ở điều kiện 1Pa), mật độ cảm biến 400 cm^-2 (giúp tăng độ phân giải), gần như trong suốt hoàn toàn và không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ.

Các loại cảm biến áp suất mềm dẻo chất lượng cao đang được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng chế tạo các thiết bị thông minh dán trên da hay cầm tay. Chúng đều hoạt động dựa trên nguyên lý phát hiện lực tương tác giữa đối tượng và bề mặt cảm biến để chuyển đổi tín hiệu áp suất này thành tín hiệu điện. Các cảm biến áp suất thế hệ mới với khả năng ghi nhận tín hiệu liên tục, không chịu ảnh hưởng của nhiệt độ, độ phân giải và độ nhạy siêu cao đang được nghiên cứu phát triển hoàn thiện. Không chỉ vậy, việc tăng quy mô sản xuất từ phòng thí nghiệm ra công nghiệp cũng là một vấn đề mở. Nghiên cứu này mở ra con đường cải thiện hiệu năng của các cảm biến áp suất thế hệ mới đồng thời đưa những ứng dụng của chúng ra công nghiệp.

Thiết bị ElectroForce 3200 của TA Instruments đóng góp một phần vào kết quả nghiên cứu trên. Kết quả kiểm tra độ bền cơ học (fatigue test) cho thấy những cảm biến được chế tạo có độ bền cao, đặc biệt là cả trong điều kiện nhúng ướt vẫn không có hiện tượng trôi tín hiệu (xem hình vẽ). Đặc tính này cho phép cảm biến có thể hoạt động được trong điều kiện tiếp xúc với dịch cơ thể.

Kiểm tra độ bền cơ học (fatigue test) của cảm biến được thực hiện trong điều kiện khô (bên trái) và điều kiện nhúng ướt trong dung dịch đệm PBS (bên phải). (hình ảnh được sao chép và sửa đổi dựa theo Lan Shi et al., 2020).

ElectroForce 3200 của TA Instruments là thiết bị kiểm tra cơ học với độ chính xác cao và có phạm vi lực tác động rộng nhất trên thị trường. Cùng với công nghệ cảm biến dịch chuyển HADS (High Accuracy Displacement Sensor) hiện đại với độ phân giải lên đến 1nm và thiết kế khung máy vững chắc cho phép Electrofoce 3200 có thể kiểm soát lực tuyến tính từ 0.002 N lên đến 225 N (cấu hình tiêu chuẩn ElectroForce 3220) hoặc 450 N (ElectroForce 3230). Độ chính xác về tần số cũng như kiểm soát biến dạng được đảm bảo trong các điều kiện thí nghiệm khác nhau, cùng với sự linh hoạt trong các lựa chọn động cơ và phụ kiện giúp cho ElectroForce 3200 đáp ứng được nhiều yêu cầu đa dạng của người sử dụng. Do đó, TA Instruments là lựa chọn số 1 của các nhà khoa học hàng đầu thế giới.

Một số thông số kỹ thuật của ElectroForce 3200:

Bài viết dựa trên bài báo gốc của tạp chí Nature Communications:

Shi, L., Li, Z., Chen, M. et al. Quantum effect-based flexible and transparent pressure sensors with ultrahigh sensitivity and sensing density. Nat Commun 11, 3529 (2020).

https://doi.org/10.1038/s41467-020-17298-y