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量子隧道复合材料如何运作?

介绍

量子隧穿复合材料(QTC)于1996年首次生产,是一种由微米级颗粒导电填充颗粒与不导电弹性粘结剂结合而成的复合材料,通常是硅橡胶。将这些原材料组合在一起的独特方法产生了一种复合材料,与其他任何导电材料相比,这种复合材料表现出显著不同的电气性能。欧宝体育黑人么因此,它是一种具有非凡电性能的柔性聚合物,如图所示。欧宝体育黑人么QTC通常以药丸或单张的形式出现。QTC药丸就是这种物质的微小碎片。薄片由一层QTC、一层导电材料和第三层塑料绝缘体组成。当QTC片在高电阻和低电阻之间快速切换时,QTC药丸是压力敏感可变电阻。

QTC作为压力传感器;在它的正常状态下,它是完美的绝缘体,但当被压缩时,它成为或多或少完美的导体,能够通过非常大的电流。它利用了量子隧穿:在没有压力的情况下,导电元件之间的距离太远而不能导电;当施加压力时,它们会靠得更近,电子就会穿过绝缘体。效果明显远远超过预计将从古典(non-quantum)影响,作为古典电阻是线性的(与距离成正比),而量子隧穿是指数级下降距离,使变革阻力1012倍之间的压力和unpressured状态如图。欧宝体育黑人么

应用程序

QTC在放置时具有从电绝缘体平稳地改变到金属状导体的独特能力欧宝体育黑人么
在压力之下。虽然处于无顽固状态,QTC材料是近乎完美的绝缘体;对于任何形式的变形,材料开始进行并且可以实现足够的压力金属导电水平。该特性可用于将压力转换为电信号,如图所示。欧宝体育黑人么


QTC可以定制以适应不同的力,压力或触摸感测应用 - 从传感羽毛或手指操作到重压应用。上图显示了QTC材料的传感能力的各种应用示例。

QTC已在服装中实施,以制造“智能”,可触摸膜控制面板,以控制服装内的电子设备,例如,MP3播放器或手机。这允许在不拆下衣服层或打开紧固件的情况下操作设备,并在极端天气或环境条件下进行标准设备,例如北极/南极勘探或Spacesuit。然而,最终,由于QTC的成本低,这项技术将可供大用户使用

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