إن مرونة البولينر وملاءمته للتركيب على مساحة كبيرة يجب أن تعزز تقنيات الكشف عن الاهتزازات ومراقبتها عبر التنقل والروبوتات والآلات الصناعية والفضاء وغيرها من المجالات.
تولد المواد الكهرضغطية جهدًا استجابةً للضغط والاهتزاز والمصادر الخارجية الأخرى.
وتشمل التطبيقات الميكروفونات وأجهزة استشعار الضغط
المادتان الكهرضغطية الرئيسيتان لهما بعض العيوب. الأول هو فلوريد البولي فينيلدين. إنه يفقد هيكل الاستقطاب عند 120 درجة مئوية، لذلك تبلغ درجة حرارة التشغيل القصوى حوالي 80 درجة مئوية.
والثاني هو تيتانات زركونات الرصاص. على الرغم من أنها كهرضغطية عالية، إلا أنها صلبة وهشة، لذلك من الصعب تركيبها على أشكال معقدة أو مساحات كبيرة.
شهدت السنوات الأخيرة توسع الطلب على أجهزة استشعار الكشف عن الاهتزازات ومراقبتها في مجالات مثل التنقل والروبوتات والآلات الصناعية والفضاء. يستكشف صانعو السيارات تقنية إلغاء الضوضاء النشطة (الملاحظة 3) لقمع ضوضاء الطريق.
يفكر منتجو الروبوتات في اكتشاف الاهتزازات للحصول على ردود فعل لمسية. يبحث مصنعو الآلات الصناعية والفضاء في مراقبة الاهتزازات لمسح الاهتزازات بشكل مستمر واكتشاف الحالات الشاذة المبكرة.
تتطلب هذه المجالات أجهزة استشعار مثبتة على مساحات كبيرة لالتقاط الاهتزازات بدقة عبر مناطق واسعة.
تتطلب التطبيقات القريبة من المحركات والمحركات، في البيئات الفضائية، وعلى أنابيب نقل الحرارة، مواد كهرضغطية تعمل عند درجة حرارة أعلى من 100 درجة مئوية في البيئات المحيطة الساخنة.
ابتكرت شركة Toray البوليمر الكهرضغطي الخاص بها من خلال الاعتماد على تصميمها الجزيئي للبوليمر وتقنية التحكم الهيكلي ذات الترتيب العالي.
تدعم المادة هيكل الاستقطاب الخاص بها حتى فوق 200 درجة مئوية، مما يضمن الكشف المستقر في البيئات الحارة حيث يكون استخدام فلوريد البولي فينيلدين مستحيلاً.
يتوفر هذا البوليمر على شكل ورنيش أو فيلم أو قماش غير منسوج، للاستخدام مع أجهزة الاستشعار ذات الأشكال المعقدة أو المساحات الكبيرة.
فائدة أخرى لهذه المادة هي أنها خالية من الرصاص أو الفلور وتتوافق مع توجيهات تقييد المواد الخطرة (الملاحظة 6) ولوائح المواد لكل وبولي فلورو ألكيل (الملاحظة 7).
وتستهدف شركة Toray التطبيقات العملية لهذا البوليمر اعتبارًا من عام 2028 تقريبًا، وتقوم بتوفير وتقييم عينات العملاء لتطوير تطبيقاته وتوسيعها.
مقارنات بين المواد الكهرضغطية التقليدية وبوليمر توراي الجديد
الاستقرار البيئي الكهرضغطي لفلوريد البولي فينيلدين والبوليمر الجديد
