Ученые НИТУ МИСИС представили новые ультратонкие аморфные микропровода для биомедицинских бесконтактных датчиков и встраиваемых в имплантаты сенсорных элементов. Это открывает новые перспективы для изготовления высокочувствительных диагностических приборов и «умных» имплантатов, которые смогут отследить зарождение деградационных процессов, а также выявить причины отторжения или ослабления имплантатов. В отличии от аналогов, представленные микропровода тоньше и рентабельнее в производстве.
Ферромагнитные микропровода / © Сергей Гнусков, Пресс-служба НИТУ МИСИС
Ферромагнитные материалы обладают нелинейными свойствами, то есть при изменении магнитного поля не происходит пропорционального изменения намагниченности вещества. Это свойство важно для генерации высших гармоник — дополнительных частот в сигнале электрического напряжения, которые зависят от внешних воздействий.
«Когда ферромагнитные микропровода находятся в аморфном состоянии, их магнитные свойства сильно зависят от механических нагрузок-растяжений и сжатий. Например, если провод растянуть, то энергия, определяющая направление намагничивания, уменьшается. В результате, намагниченность жилы медленнее реагирует на внешние магнитные поля и сигнал электрического напряжения становится шире, теряя высокие частоты», — сказал доцент кафедры технологии материалов электроники НИТУ МИСИС Николай Юданов.
Ученые Университета МИСИС создали покрытые стеклянной оболочкой микропровода на основе железа, кобальта, кремния, бора и хрома, которые изменяют магнитные свойства при механическом воздействии. Диаметр — 30 микрометров, что тоньше человеческого волоса. Чтобы исследовать микропровода в качестве элементов бесконтактного сбора данных, разработана система плоских катушек, с помощью которой можно дистанционно перемагничивать провод и детектировать сигнал электрического напряжения. Подробнее исследование описано в научном журнале Physics of Metals and Metallography.
«Мы показали потенциал аморфных микропроводов в качестве бесконтактных датчиков для обнаружения механических напряжений, что способствует развитию технологий дистанционного мониторинга, например, механических напряжений и температуры. Полученные результаты могут послужить основой для разрабатываемых “умных” материалов или смарт-имплантатов», — добавила доктор физико-математических наук Лариса Панина, профессор кафедры технологии материалов электроники, научный консультант лаборатории «Интеллектуальные сенсорные системы» НИТУ МИСИС.
