Virginia Techin professori Xiaoyu Zheng ja hänen ryhmänsä ovat kehittäneet menetelmän, jonka avulla voidaan 3D-tulostaa pietsosähköisiä materiaaleja,. Näistä voidaan mittatilaustyönä halutunlaisia liikettä ja rasitusta tunnistavia anturirakenteita.
Perinteiset pietsosähköiset materiaalit omaavat vain muutamia määriteltyjä muotoja. Ne valmistetaan hauraista kiteisestä ja keraamisista materiaaleista ja niiden käsittely vaatii puhdastiloja. Nyt kehitetty 3D-tulostustekniikka ohittaa materiaalin muodon tai koon sekä valmistuksen rajoitukset.
Zhengin tiimi kehitti mallin, jonka avulla he voivat manipuloida ja suunnitella mielivaltaisia pietsosähköisiä vakioita, jolloin materiaali synnyttää sähkövarausliikettä vasteena siihen kohdistuvista voimista ja värähtelyistä mistä tahansa suunnasta.
- Olemme syntetisoineet luokan erittäin herkkiä pietsosähköisiä musteita, jotka voidaan muokata monimutkaisiksi kolmiulotteisiksi piirteiksi ultraviolettivalon avulla. Musteet sisältävät erittäin keskittyneitä pietsosähköisiä nanokiteitä, jotka on liitetty UV-herkkiin geeleihin. Yhdessä ne muodostavat liuoksen, jonka printtaamme korkean resoluution digitaalisella 3D-tulostimella, kertoo Zheng.
Tutkijatiimi esitteli 3D-tulostettuja materiaaleja mittakaavassa, jolla on ihmishiusten halkaisija. - Voimme räätälöidä arkkitehtuurin, jotta niistä tulisi joustavampia ja käyttää niitä esimerkiksi energiankorjuulaitteina, kääritään ne mihin tahansa mielivaltaiseen kaarevuuteen. Voimme tehdä niistä paksuja ja kevyitä, jäykkiä tai energiaa absorvoivia, Zheng kuvaa.
Materiaalin herkkyydet ovat viisi kertaa korkeammat kuin joustavissa pietsosähköisissä polymeereissä. Materiaalin jäykkyys ja muoto voidaan virittää ja valmistaa ohuena arkkina, joka muistuttaa sideharsoa tai jäykkänä lohkona.
Zheng näkee teknologian harppauksena robotiikkaan, energian keruuseen, tuntoaistintaan ja älykkääseen infrastruktuuriin, jossa rakenne on valmistettu kokonaan pietsosähköisestä materiaalista, tunnistaen iskuja, tärinää ja liikkeitä ja mahdollistaa niiden seurannan ja paikallistamisen.
Perinteisesti jonkinlaisen rakenteen sisäisiä voimia seurattaessa tarvitaan paljon yksittäisiä antureita ja niiden johdotusta kattamaan rakenne. Tällä uudella menetelmällä tuotettu rakenne itse on anturi ja voi seurata itseään, kertovat tutkijat yliopistonsa tiedotteessa.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 24.1.2019
Autoteollisuus on siirtymässä yhä monimutkaisempiin ohjelmistopohjaisiin järjestelmiin, joissa virheetön ohjelmisto on elintärkeää turvallisuuden ja suorituskyvyn varmistamiseksi. Ohjelmiston laatu ja luotettavuus eivät ole enää vain valinnaisia ominaisuuksia, vaan kriittisiä vaatimuksia erityisesti autonomisessa ajamisessa, kehittyneissä kuljettajaa avustavissa järjestelmissä (ADAS) ja yhdistetyissä ajoneuvojärjestelmissä.
Kestävä digitaalinen infrastruktuuri on kriittinen, jotta tietoliikenneverkot voidaan tehokkaasti valjastaa tekoälyinnovaatioiden ja pilvipohjaisten palveluiden tarpeisiin. Tekoälyyn liittyvien datarikkaiden sovellusten lisääntyvä kysyntä edellyttää tietoliikenneverkkoa, joka kykenee käsittelemään suuria tietomääriä alhaisella viiveellä, kirjoittaa Orange Businessin kumppaniratkaisuista vastaava Carl Hansson.
Euroopan unioni ottaa merkittävän askeleen avaruusteknologian kehittämisessä allekirjoittamalla sopimuksen uuden IRIS²-satelliittijärjestelmän toteuttamisesta. Tämä 290 satelliitin verkko on suunniteltu vahvistamaan Euroopan itsenäisyyttä ja turvallista yhteydenpitoa.
Jotta voidaan vastata uuden teknologian vaatimuksiin ja pitää järjestelmät toimimassa ”kellon tavoin”, on aika harkita ajoitusratkaisuja uudelleen. Tässä kaksiosaisessa "Precision Timing" -artikkelissa opit, miksi mikroelektromekaanisiin järjestelmiin eli MEMS-komponentteihin perustuvat piiajoituslaitteet päihittävät kvartsin elektroniikkasuunnittelun uudella aikakaudella. 
Matalatehoisten langattomien ratkaisujen asiantuntija Nordic Semiconductor ja eSIM-ratkaisuja kehittävä Kigen ovat julkistaneet yhteistyön, joka sujuvoittaa massiivisten IoT-verkkojen käyttöönottoa. Yhdessä he esittelevät CES 2025 -messuilla ratkaisun, joka yhdistää Nordic Semiconductorin nRF9151-moduulin ja Kigenin SGP.32 IoT eSIM-teknologian sekä laitteiden hallinta-alustan.
