탄소 나노튜브 테이프를 기반으로 한 가속도계 및 자이로스코프 설계

NASA 마샬 우주 비행 센터는 단일 축 가속도계와 자이로스코프라는 두 가지 MEMS(마이크로 전자기계 시스템) 동작 및 위치 센서용 설계를 개발했습니다. 이 설계는 기계적으로 견고하고 감지 및 작동 요소로서 우수한 압전 특성을 갖는 P(VDF-TrFE) 매트릭스가 있는 고도로 정렬된 다중벽 탄소 나노튜브(MWCNT) 테이프를 활용합니다.

자이로스코프에서 CNT 테이프의 사용은 보다 고도로 정렬된 더 긴 CNT를 생성하는 CNT 처리의 최근 개선으로 가능하게 되었습니다. CNT를 사용하면 크기나 무게를 늘리지 않고도 가속도계와 자이로스코프를 더 강력하고 견고하게 만들 수 있습니다. 실리콘(Si) 및 석영 센서에 비해 가장 큰 장점은 기계가공이 필요 없는 보다 쉬운 제조입니다.

NASA의 가속도계는 바륨 티타네이트(BaTiO₃ ) 또는 납 티타네이트(PZT). 이러한 물질은 본질적으로 부서지기 쉽고, 잡음이 있는 경향이 있으며, 저주파 감지가 어렵고, 분극에 영향을 미치는 정전기 축적이 일어나기 쉽고, 상대적으로 크고 비용이 많이 듭니다. NASA 혁신의 독특한 특징은 탄소 나노튜브/P(VDF-TrFE) 테이프를 작동 및 감지 요소로 사용한다는 점입니다.

새로운 가속도계는 스프링 질량 시스템으로 작동합니다. 고정된 벽 사이에 움직이는 덩어리가 있고 양쪽에 두 개의 CNT 테이프가 붙어 있습니다. 적용된 힘이 질량에 작용할 때 질량은 단일 축을 따라 변위됩니다. 이 센서는 하나의 테이프를 액추에이터로 사용하여 움직이는 질량의 움직임을 감쇠하고 다른 테이프는 질량 변위를 감지하는 데 사용합니다.

단축 가속도계는 단독으로 사용하거나 2축 자이로스코프의 기반으로 사용할 수 있습니다. CNT 테이프는 자이로스코프의 진동 요소로 사용됩니다. NASA 자이로스코프 설계는 자이로스코프의 전도성 로터를 감싸는 CNT 테이프, 로터 모양을 형성하기 위해 압전 재료로 레이어링된 동일한 CNT 테이프, 로터로 사용되는 압전 스프레이 CNT 테이프의 세 가지 구성을 포함합니다.

NASA는 이 기술을 상업화할 라이선스 사용권자를 적극적으로 찾고 있습니다. Sammy Nabors에게 이 이메일 주소는 스팸봇으로부터 보호됩니다. 그것을 보려면 JavaScript가 활성화되어 있어야 합니다. 또는 256-544-5226으로 연락하여 라이선스 논의를 시작하십시오. 여기 링크를 따르십시오. 자세한 내용은.