Mēs izmantojam sīkfailus, lai uzlabotu jūsu pieredzi. Turpinot pārlūkot šo vietni, jūs piekrītat mūsu sīkdatņu izmantošanai. Papildu informācija.
Valkājami spiediena sensori var palīdzēt uzraudzīt cilvēku veselību un realizēt cilvēku un datora mijiedarbību. Notiek centieni radīt spiediena sensorus ar universālu ierīces dizainu un augstu jutīgumu pret mehānisko stresu.
Pētījums: austā modeļa atkarīgais tekstilizstrādājumu pjezoelektriskā spiediena pārveidotājs, kura pamatā ir elektropuļu polivinilidēna fluorīda nanšķiedras ar 50 sprauslām. Attēla kredīts: Āfrikas studija/Shutterstock.com
Raksts, kas publicēts žurnālā NPJ Elastīgi elektronikas ziņojumi par pjezoelektriskā spiediena pārveidotāju izgatavošanu audumiem, izmantojot polietilēntereftalāta (PET) šķēru pavedienus un polivinilidēna fluorīdu (PVDF) audu dzijas. Izstrādātā spiediena sensora veiktspēja attiecībā pret spiediena mērīšanu, pamatojoties uz aušanas modeli, tiek parādīta aptuveni 2 metru auduma skalā.
Rezultāti rāda, ka spiediena sensora jutība, kas optimizēta, izmantojot 2/2 kanardas dizainu, ir 245% augstāka nekā 1/1 Canard dizainā. Turklāt, lai novērtētu optimizēto audumu veiktspēju, tika izmantotas dažādas izejvielas, ieskaitot fleksiju, izspiešanu, grumbu, sagriešanu un dažādas cilvēku kustības. Šajā darbā uz audiem balstīts spiediena sensors ar sensora pikseļu masīvu uzrāda stabilas uztveres īpašības un augstu jutīgumu.
Rīsi. 1. PVDF pavedienu un daudzfunkcionālu audumu sagatavošana. 50 nobrāzu elektrospinēšanas procesa diagramma, ko izmanto, lai iegūtu izlīdzinātus PVDF nanšķiedru paklājus, kur vara stieņi ir novietoti paralēli uz konveijera lentes, un pakāpieni ir sagatavot trīs pītas struktūras no četru slāņu monopavedienu pavedieniem. B SEM attēls un izlīdzināto PVDF šķiedru diametra sadalījums. C SEM attēls četrslāņu dzijas. D stiepes izturība un celms četru kārtu dzijas pārtraukumā kā savvaļas funkcija. E-rentgenstaru difrakcijas modelis četru kārtu dzijas rentgenstūrā, kas parāda alfa un beta fāžu klātbūtni. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al. (2022)
Straujā inteliģentu robotu un valkājamo elektronisko ierīču attīstība ir radījusi daudzas jaunas ierīces, kuru pamatā ir elastīgi spiediena sensori, un to pielietojums elektronikā, rūpniecībā un medicīnā ir strauji attīstīts.
Pjezoelektrība ir elektriskais lādiņš, kas izveidots uz materiāla, kas tiek pakļauts mehāniskam spriegumam. Pjezoelektrība asimetriskos materiālos ļauj veikt lineāru atgriezenisku saistību starp mehānisko spriegumu un elektrisko lādiņu. Tāpēc, kad tiek fiziski deformēts pjezoelektriskā materiāla gabals, tiek izveidots elektriskais lādiņš un otrādi.
Pjezoelektriskās ierīces var izmantot bezmaksas mehānisku avotu, lai nodrošinātu alternatīvu jaudas avotu elektroniskiem komponentiem, kas patērē nelielu jaudu. Ierīces materiāla un struktūras tips ir galvenie skārienekrāna ierīču ražošanas parametri, pamatojoties uz elektromehānisko savienojumu. Papildus augstsprieguma neorganiskajiem materiāliem, valkājamās ierīcēs ir izpētīti arī mehāniski elastīgi organiski materiāli.
Polimērus, kas apstrādāti nanšķiedrās ar elektropinēšanas metodēm, plaši izmanto kā pjezoelektriskās enerģijas uzkrāšanas ierīces. Pjezoelektrisko polimēru nanšķiedras atvieglo auduma balstītu dizaina konstrukciju izveidi valkājamiem pielietojumiem, nodrošinot elektromehānisko ražošanu, pamatojoties uz mehānisku elastību dažādās vidēs.
Šim nolūkam plaši izmanto pjezoelektriskos polimērus, ieskaitot PVDF un tā atvasinājumus, kuriem ir spēcīga pjezoelektrība. Šīs PVDF šķiedras ir ievilktas un iegremdētas audumos pjezoelektriskām lietojumprogrammām, ieskaitot sensorus un ģeneratorus.
2. attēls. Lielo laukumu audi un to fiziskās īpašības. Liela 2/2 audu ribu modeļa fotogrāfija līdz 195 cm x 50 cm. B 2/2 audu modeļa attēls, kas sastāv no viena PVDF audu, kas savstarpēji savienots ar divām mājdzīvnieku bāzēm. C modulis un celms pārtraukumā dažādos audumos ar 1/1, 2/2 un 3/3 audu malām. D ir karājas leņķis, ko mēra audumam. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al. (2022)
Šajā darbā audumu ģeneratori, kas balstīti uz PVDF nanšķiedru pavedieniem, tiek veidoti, izmantojot secīgu 50-jet elektrospinēšanas procesu, kur 50 sprauslu izmantošana atvieglo nanšķiedru paklāju ražošanu, izmantojot rotējošu jostas konveijera lentu. Izmantojot PET dziju, tiek izveidotas dažādas aušanas struktūras, ieskaitot 1/1 (vienkārša), 2/2 un 3/3 audu ribas.
Iepriekšējais darbs ir ziņojis par vara izmantošanu šķiedrvielu izlīdzināšanai saskaņotu vara vadu veidā šķiedru savākšanas bungās. Tomēr pašreizējais darbs sastāv no paralēliem vara stieņiem, kas atrodas 1,5 cm attālumā viens no otra uz konveijera lentes, lai palīdzētu izlīdzināt spinneretes, pamatojoties uz elektrostatisko mijiedarbību starp ienākošajām šķiedrām un lādiņiem uz vara šķiedras piestiprināto šķiedru virsmas.
Atšķirībā no iepriekš aprakstītajiem kapacitatīvajiem vai pjezorezistiskajiem sensoriem, šajā dokumentā ierosinātais audu spiediena sensors reaģē uz plašu ieejas spēku diapazonu no 0,02 līdz 694 ņūtoniem. Turklāt ierosinātais auduma spiediena sensors saglabāja 81,3% no sākotnējās ieejas pēc piecām standarta mazgāšanas reizēm, norādot uz spiediena sensora izturību.
Turklāt jutīguma vērtības, kas novērtē spriegumu un strāvas rezultātus 1/1, 2/2 un 3/3 ribu adīšanai, parādīja augsta sprieguma jutīgumu 83 un 36 mV/N līdz 2/2 un 3/3 ribas spiedienam. 3 audu sensori uzrādīja attiecīgi 245% un par 50% augstāku jutīgumu attiecīgi pret šiem spiediena sensoriem, salīdzinot ar 24 mV/N audu spiediena sensoru 1/1.
Rīsi. 3. Paplašināta pilna apģērba spiediena sensora pielietošana. Sasoles spiediena sensora piemērs, kas izgatavots no 2/2 audu rievota auduma, kas ievietots zem diviem apļveida elektrodiem, lai noteiktu priekškāju (tieši zem kāju pirkstiem) un papēža kustību. B shematisks katra katra staigāšanas procesa posma posma attēlojums: papēdis piezemēšanās, iezemēšana, purngala kontakts un kāju pacelšana. C Sprieguma izejas signāli, reaģējot uz katru gaitas soļa daļu gaitas analīzei, un D pastiprināti elektriskie signāli, kas saistīti ar katru gaitas fāzi. E shēma pilna audu spiediena sensora shēma ar masīvu līdz 12 taisnstūrveida pikseļu šūnām ar vadošām līnijām, kas veidotas, lai noteiktu atsevišķus signālus no katra pikseļa. f 3D elektriskā signāla karte, kas ģenerēta, nospiežot pirkstu uz katra pikseļa. G Elektriskais signāls tiek noteikts tikai ar pirkstu spiešanu pikselī, un citos pikseļos netiek ģenerēts neviens sānu signāls, apstiprinot, ka nav šķērsruna. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al. (2022)
Noslēgumā šis pētījums parāda ļoti jutīgu un valkājamu audu spiediena sensoru, kas satur PVDF nanšķiedru pjezoelektriskos pavedienus. Izgatavotiem spiediena sensoriem ir plašs ieejas spēku diapazons no 0,02 līdz 694 ņūtoniem.
Uz vienas elektriskās vērpšanas mašīnas tika izmantotas piecdesmit sprauslas, un, izmantojot vara stieņus, tika ražots nepārtraukts nanšķiedru paklājs. Saskaņā ar periodisku saspiešanu ražotais 2/2 audu apakšmalas audums uzrādīja jutīgumu 83 mV/N, kas ir par aptuveni 245% augstāks nekā 1/1 audu apakšmalas audums.
Ierosinātie visu austu spiediena sensori uzrauga elektriskos signālus, pakļaujot tos fizioloģiskām kustībām, ieskaitot sagriešanu, saliekšanu, izspiešanu, skriešanu un staigāšanu. Turklāt šie auduma spiediena mērītāji ir salīdzināmi ar parastajiem audumiem izturības ziņā, saglabājot aptuveni 81,3% no sākotnējā ražas pat pēc 5 standarta mazgāšanas. Turklāt ražotais audu sensors ir efektīvs veselības aprūpes sistēmā, ģenerējot elektriskos signālus, pamatojoties uz nepārtrauktiem cilvēka staigāšanas segmentiem.
Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, HR, et al. (2022). Auduma pjezoelektriskā spiediena sensors, kura pamatā ir elektropunilinilidēna fluorīda nanšķiedras ar 50 sprauslām, atkarībā no aušanas modeļa. Elastīga elektronika NPJ. https://www.nature.com/articles/s41528-022-00203-6.
Atruna: šeit izteiktie viedokļi ir autora viedokļi, kas ir viņa personīgajā kapacitātē, un tie ne vienmēr atspoguļo Azom.com Limited T/A Azonetwork uzskatus, šīs vietnes īpašnieku un operatoru. Šī atruna ir daļa no šīs vietnes lietošanas nosacījumiem.
Bhavna Kaveti ir zinātnes rakstnieks no Hyderabad, Indijā. Viņai ir MSC un MD no Vellore Tehnoloģiju institūta, Indijā. Organiskajā un medicīniskajā ķīmijā no Guanajuato universitātes, Meksikā. Viņas pētniecības darbs ir saistīts ar bioaktīvo molekulu attīstību un sintēzi, pamatojoties uz heterocikliem, un viņai ir pieredze daudzpakāpju un daudzkomponentu sintēzē. Doktora pētījumu laikā viņa strādāja pie dažādu heterociklu balstītu saistīto un sakausētu peptidomimētisko molekulu sintēzes, kurām, domājams, ir potenciāls turpināt funkcionalizēt bioloģisko aktivitāti. Rakstot disertācijas un pētniecības dokumentus, viņa izpētīja savu aizraušanos ar zinātnisko rakstīšanu un komunikāciju.
Dobums, Bufners. (2022. gada 11. augusts). Pilns auduma spiediena sensors, kas paredzēts valkājamai veselības uzraudzībai. Azonano. Iegūts 2022. gada 21. oktobrī no https://www.azonano.com/news.aspx?newsid=39544.
Dobums, Bufners. “Visu audu spiediena sensors, kas paredzēts valkājamai veselības uzraudzībai”. Azonano.2022. gada 21. oktobris.2022. gada 21. oktobris.
Dobums, Bufners. “Visu audu spiediena sensors, kas paredzēts valkājamai veselības uzraudzībai”. Azonano. https://www.azonano.com/news.aspx?newsid=39544. (No 2022. gada 21. oktobra).
Dobums, Bufners. 2022. gads. Visu apģērbu spiediena sensors, kas paredzēts valkājamai veselības uzraudzībai. Azonano, pieejams 2022. gada 21. oktobrī, https://www.azonano.com/news.aspx?newsid=39544.
Šajā intervijā Azonano runā ar profesoru Andrē Nelu par novatorisku pētījumu, kuru viņš ir iesaistīts, kas apraksta “stikla burbuļa” nanokarjera attīstību, kas var palīdzēt zālēm iekļūt aizkuņģa dziedzera vēža šūnās.
Šajā intervijā Azonano sarunājas ar UC Berkeley's King Kong Lee par savu Nobela prēmijas ieguvušo tehnoloģiju Optical Pinecer.
Šajā intervijā mēs runājam ar Skywater tehnoloģiju par pusvadītāju nozares stāvokli, kā nanotehnoloģija palīdz veidot nozari un viņu jauno partnerību.
Inoveno PE-550 ir vislabāk pārdotais elektrospinēšanas/izsmidzināšanas mašīna nepārtrauktai nanšķiedru ražošanai.
Filmetrics R54 Advanced loksnes pretestības kartēšanas rīks pusvadītājiem un saliktām vafelēm.