I vad som kan vara ett genombrott för kroppssensorer och navigeringsteknik, forskare vid KTH har utvecklat den minsta accelerometer som rapporterats, använder det mycket ledande nanomaterialet, grafen.

Varje dag som går, nanoteknik och potentialen för grafenmaterial gör nya framsteg. Det senaste steget framåt är en liten accelerometer gjord med grafen av ett internationellt forskargrupp som involverar KTH Royal Institute of Technology, RWTH Aachen University and Research Institute AMO GmbH, Aachen.

Bland de tänkbara tillämpningarna finns övervakningssystem för hjärt-kärlsjukdomar och ultrakänslig bärbar och bärbar rörelseupptagningsteknik.

I decennier har mikroelektromekaniska system (MEMS) varit grunden för nya innovationer inom, till exempel, medicinsk teknik. Nu börjar dessa system gå vidare till nästa nivå-nano-elektromekaniska system, eller NEMS.

Xuge Fläkt, forskare vid Institutionen för mikro- och nanosystem vid KTH, säger att grafens unika materialegenskaper har gjort det möjligt för dem att bygga dessa extremt små accelerometrar.

"Baserat på de undersökningar och jämförelser vi har gjort, vi kan säga att detta är den minsta rapporterade elektromekaniska accelerometern i världen, "Säger Fan. Forskarna rapporterade sitt arbete i Nature Electronics .

Måttet med vilken en ledare bedöms är hur lätt, och snabbt, elektroner kan röra sig genom den. På denna punkt, tillsammans med sin extraordinära mekaniska styrka, grafen är ett av de mest lovande materialen för en hisnande mängd applikationer inom nano-elektromekaniska system.

"Vi kan skala ner komponenter på grund av materialets tjocklek i atomskala, och den har stora elektriska och mekaniska egenskaper, "Fan säger." Vi skapade en piezoresistiv NEMS -accelerometer som är dramatiskt mindre än alla MEMS -accelerometrar som finns tillgängliga idag, men behåller den känslighet som dessa system kräver. "

Framtiden för sådana små accelerometrar är lovande, säger Fan, som jämför framsteg inom nanoteknik med utvecklingen av mindre och mindre datorer.

"Detta kan så småningom gynna mobiltelefoner för navigering, mobilspel och stegräknare, samt övervakningssystem för hjärtsjukdomar och rörelseupptagningsdrag som kan övervaka även de minsta rörelserna i människokroppen, " han säger.

Andra möjliga användningsområden för dessa NEMS-givare inkluderar ultraminiaturiserade NEMS-sensorer och ställdon som resonatorer, gyroskop och mikrofoner. Dessutom, dessa NEMS -givare kan användas som ett system för att karakterisera grafens mekaniska och elektromekaniska egenskaper, Fan säger.

Max Lemme, professor vid RWTH, är glada över resultaten:"Vårt samarbete med KTH under åren har redan visat grafenmembrans potential för tryck och Hall -sensorer och mikrofoner. Nu har vi lagt till accelerometrar i mixen. Detta gör mig hoppfull att se materialet på marknaden under några år. För detta, vi arbetar med branschkompatibla tillverknings- och integrationstekniker. "