Ученые НИТУ МИСИС разработали магнитные микропровода для имплантатов и датчиков

Новые ультратонкие аморфные микропровода, которые можно использовать в биомедицинских датчиках и сенсорных элементах имплантатов, создали Ученые НИТУ МИСИС.

Это позволит производить высокочувствительные диагностические приборы и «умные» имплантаты, способные отслеживать изменения в организме и определять причины отторжения или ослабления имплантатов. Представленные микропровода тоньше и дешевле аналогов.

Ферромагнитные материалы имеют нелинейные свойства: намагниченность вещества непропорционально меняется при изменении магнитного поля. Это позволяет генерировать высшие гармоники — дополнительные частоты в сигнале электрического напряжения, которые зависят от внешних воздействий.

Если растянуть ферромагнитный микропровод, который находится в аморфном состоянии, то его намагниченность будет медленнее реагировать на внешние магнитные поля. Сигнал электрического напряжения при этом теряет высокие частоты и становится шире, — рассказал доцент кафедры технологии материалов электроники НИТУ МИСИС Николай Юданов.

Ученые Университета МИСИС создали микропровода, покрытые стеклянной оболочкой. Они состоят из железа, кобальта, кремния, бора и хрома и изменяют магнитные свойства при механическом воздействии. Диаметр микропроводов — 30 микрометров, что тоньше человеческого волоса.

Для исследования микропроводов как элементов бесконтактного сбора данных разработана система плоских катушек. С ее помощью можно перемагничивать провод дистанционно и детектировать сигнал электрического напряжения.

Мы показали, как аморфные микропровода могут работать в качестве бесконтактных датчиков для измерения механических напряжений. Это поможет в создании систем дистанционного мониторинга. Результаты нашего исследования могут быть использованы при разработке «умных» материалов и смарт-имплантатов, — сообщила Лариса Панина, профессор кафедры технологии материалов электроники и научный консультант лаборатории „Интеллектуальные сенсорные системы“ НИТУ МИСИС.

Подробнее исследование описано в научном журнале Physics of Metals and Metallography.

18.10.2024