الفيلم الكهروميكانيكي

الغشاء الكهروميكانيكي (EMFI، EMFIT، علامتان تجاريتان لشركة Emfit Ltd) هو غشاء رقيق ومرن يمكن استخدامه كمستشعر أو مُشغِّل. يتكون من بوليمر مشحون مغطى بطبقتين موصلتين، مما يجعله مادة إلكترية . اخترعه وصنعه لأول مرة المخترع الفنلندي كاري كيرجافاينن. يسمح له هيكله الداخلي المجوف ومقاومته العالية بحمل شحنة كهربائية عالية ، مما يجعله شديد الحساسية للقوة. تُولِّد التغييرات في سُمك الغشاء شحنة كهربائية، فيعمل كمستشعر، أو عند تطبيق جهد كهربائي، يعمل كمُشغِّل. هذا يُتيح استخدامات للغشاء في مجالات تكنولوجية مختلفة، بما في ذلك، على سبيل المثال لا الحصر، مستشعرات الاهتزاز الميكانيكي والموجات فوق الصوتية، والميكروفونات، ولوحات مكبرات الصوت ، ولوحات المفاتيح، ومستشعرات اللمس الفسيولوجية. ^{[ 1 ]} إلى جانب رخص ثمنه، فإن ميزته الرئيسية هي تعدد استخداماته؛ إذ يمكن قصه وإعادة تشكيله وتغيير حجمه حسب سطح التطبيق. ^{[ 2 ]}

تُصنع الطبقة الأساسية أولاً من غشاء بولي بروبيلين ثنائي المحور . ويتم إنتاجها من خلال عملية " نفخ الأغشية "، حيث يُبثق البلاستيك باستخدام آلة نفخ أغشية على شكل أنبوب. ومن خلال عملية التشكيل الرغوي ، تتشكل فقاعات غازية بكثافة ثابتة داخل الأنبوب، مما يُنتج "البنية الداخلية المجوفة" لتقنية EMFi. ثم يُمدد الأنبوب في اتجاهين مختلفين حسب السماكة والاتجاه المطلوبين (ثنائي المحور). بعد ذلك، يُغطى الأنبوب بمادة موصلة للكهرباء، ثم يُقطع إلى غشاء. يُشحن هذا الغشاء باستخدام معالجة كورونا ، فتُشكل الطبقات الموصلة للكهرباء أقطابًا كهربائية .

يتكون مستشعر EMFiT من ثلاث طبقات، اثنتان منها متجانستان وتعملان كأقطاب كهربائية كما ذُكر سابقًا، وطبقة وسطى مملوءة بفراغات مسطحة قرصية الشكل. عند تلقي الشحنة من خلال طريقة كورونا، تحدث انهيارات كهربائية وتُشحن أسطح الفراغات بشكل دائم. يوجد حاليًا نوع أساسي واحد من أغشية مستشعر EMFiT المصنعة، بسماكة 70 ميكرومتر. ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 2 ]}

يتميز غشاء مستشعر EMFIT بتطبيقات متنوعة بفضل مرونته ومتانته وحساسيته لنطاق واسع من الترددات. تُعزى هذه الخصائص إلى مادته الأساسية: غشاء كهرضغطي خلوي مجوف. وبفضل هذه الخصائص، بالإضافة إلى نمطي التشغيل، يُستخدم بالفعل في لوحات المفاتيح المقاومة للتخريب، ولاقطات الغيتار، ومكبرات الصوت المسطحة، ومستشعرات تخطيط القلب الكهربائي لقياس العلامات الحيوية، والميكروفونات.

• في تقنية إلغاء الضوضاء النشطة ، يمكن استخدام جزء من منتج الاستشعار في وضع الاستشعار لتحديد الإشارات الصوتية، ويمكن استخدام جزء آخر كمشغل ثم استخدامه لإنتاج إشارات صوتية تلغي الأولى.
• تم تطبيق مستشعرات EMFIT في مستشعرات الإشارات الحيوية الفيزيولوجية التي لا تتطلب اتصالاً مباشراً بالجلد، مثل لقاح BCG ، نظراً لأن استخدامها غير جراحي. ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 1 ]}

نظراً للقيود الحرارية التي يواجهها استخدام البولي بروبيلين كمادة أساسية، فإن التطبيقات التي تتطلب حساسية عالية، يجب أن تكون درجات الحرارة على المدى الطويل أقل من 70  درجة مئوية، مما يحد من نطاقها من حيث بعض التطبيقات المحتملة مثل صناعة السيارات.

تصبح الفراغات الهوائية الموجودة في البنية أصغر حجمًا وأعلى ضغطًا مع تطبيق القوة على الغشاء. وهذا يعني أن الغشاء يصبح أكثر صعوبة في الانضغاط كلما زاد الحمل عليه، مما يعني أن خرج الشحنة في وضع المستشعر يكون غير خطي، الأمر الذي قد يجعل معايرة المستشعر أمرًا صعبًا. ^{[ 6 ]}