Mēs izmantojam sīkfailus, lai uzlabotu jūsu pieredzi.Turpinot pārlūkot šo vietni, jūs piekrītat sīkdatņu izmantošanai.Papildus informācija.
Valkājami spiediena sensori var palīdzēt uzraudzīt cilvēku veselību un realizēt cilvēka un datora mijiedarbību.Notiek centieni izveidot spiediena sensorus ar universālu ierīces dizainu un augstu jutību pret mehānisko spriegumu.
Pētījums: no auduma raksta atkarīgs pjezoelektriskais tekstila spiediena devējs, kura pamatā ir elektrovērptas polivinilidēna fluorīda nanošķiedras ar 50 sprauslām.Attēla kredīts: African Studio/Shutterstock.com
Žurnālā npj Flexible Electronics publicētajā rakstā ir ziņots par pjezoelektrisko spiediena devēju izgatavošanu audumiem, kuros izmanto polietilēntereftalāta (PET) šķēru dzijas un polivinilidēnfluorīda (PVDF) audu pavedienus.Izstrādātā spiediena sensora veiktspēja attiecībā uz spiediena mērīšanu, pamatojoties uz pinuma rakstu, tiek demonstrēta uz aptuveni 2 metru auduma skalas.
Rezultāti liecina, ka spiediena sensora jutīgums, kas optimizēts, izmantojot 2/2 canard konstrukciju, ir par 245% augstāks nekā 1/1 canard dizainam.Turklāt optimizēto audumu veiktspējas novērtēšanai tika izmantotas dažādas ievades, tostarp locīšana, saspiešana, krokošanās, vērpšanās un dažādas cilvēka kustības.Šajā darbā uz audu balstīts spiediena sensors ar sensora pikseļu masīvu uzrāda stabilas uztveres īpašības un augstu jutību.
Rīsi.1. PVDF diegu un daudzfunkcionālu audumu sagatavošana.50 sprauslu elektrovērpšanas procesa diagramma, ko izmanto, lai ražotu izlīdzinātus PVDF nanošķiedru paklājus, kur vara stieņi tiek novietoti paralēli uz konveijera lentes, un soļi ir sagatavot trīs pītas struktūras no četrslāņu monopavedienu pavedieniem.b SEM attēls un izlīdzināto PVDF šķiedru diametra sadalījums.c Četru slāņu dzijas SEM attēls.d Četru slāņu dzijas stiepes izturība un deformācija pārraušanas brīdī kā vijuma funkcija.e Četru slāņu dzijas rentgenstaru difrakcijas modelis, kas parāda alfa un beta fāzes klātbūtni.© Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al.(2022)
Viedo robotu un valkājamo elektronisko ierīču straujā attīstība ir radījusi daudzas jaunas ierīces, kuru pamatā ir elastīgi spiediena sensori, un to pielietojums elektronikā, rūpniecībā un medicīnā strauji attīstās.
Pjezoelektrība ir elektriskais lādiņš, kas rodas uz materiāla, kas ir pakļauts mehāniskai spriedzei.Pjezoelektrība asimetriskos materiālos pieļauj lineāru atgriezenisku saistību starp mehānisko spriegumu un elektrisko lādiņu.Tāpēc, kad pjezoelektriskā materiāla gabals tiek fiziski deformēts, rodas elektriskais lādiņš un otrādi.
Pjezoelektriskās ierīces var izmantot bezmaksas mehānisko avotu, lai nodrošinātu alternatīvu strāvas avotu elektroniskajiem komponentiem, kas patērē maz enerģijas.Materiāla veids un ierīces struktūra ir galvenie parametri, lai ražotu skārienierīces, kuru pamatā ir elektromehāniskā sakabe.Papildus augstsprieguma neorganiskiem materiāliem valkājamās ierīcēs ir izpētīti arī mehāniski elastīgi organiskie materiāli.
Polimēri, kas apstrādāti nanošķiedrās ar elektrovērpšanas metodēm, tiek plaši izmantoti kā pjezoelektriskās enerģijas uzkrāšanas ierīces.Pjezoelektriskās polimēru nanošķiedras atvieglo uz audumu balstītu dizaina struktūru izveidi valkājamiem lietojumiem, nodrošinot elektromehānisko ģenerēšanu, kuras pamatā ir mehāniskā elastība dažādās vidēs.
Šim nolūkam plaši izmanto pjezoelektriskos polimērus, tostarp PVDF un tā atvasinājumus, kuriem ir spēcīga pjezoelektrība.Šīs PVDF šķiedras tiek ievilktas un savērptas audumos pjezoelektriskiem lietojumiem, tostarp sensoriem un ģeneratoriem.
2. attēls. Liela izmēra audi un to fizikālās īpašības.Fotogrāfija ar lielu 2/2 audu ribu rakstu līdz 195 cm x 50 cm.b SEM attēls 2/2 audu paraugam, kas sastāv no viena PVDF auduma, kas savīts ar divām PET pamatnēm.c Moduls un deformācija pārrāvuma vietā dažādos audumos ar 1/1, 2/2 un 3/3 audu malām.d ir auduma pakarināšanas leņķis.© Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al.(2022)
Šajā darbā auduma ģeneratori, kuru pamatā ir PVDF nanošķiedras pavedieni, ir konstruēti, izmantojot secīgu 50 strūklu elektrovērpšanas procesu, kur 50 sprauslu izmantošana atvieglo nanošķiedru paklāju izgatavošanu, izmantojot rotējošu lentes konveijera lenti.Izmantojot PET dziju, tiek veidotas dažādas pinuma struktūras, tai skaitā 1/1 (vienkāršā), 2/2 un 3/3 audu ribiņas.
Iepriekšējā darbā ir ziņots par vara izmantošanu šķiedru izlīdzināšanai izlīdzinātu vara stiepļu veidā uz šķiedru savākšanas mucām.Tomēr pašreizējais darbs sastāv no paralēliem vara stieņiem, kas novietoti 1,5 cm attālumā viens no otra uz konveijera lentes, lai palīdzētu izlīdzināt spinnerets, pamatojoties uz elektrostatisko mijiedarbību starp ienākošajām lādētajām šķiedrām un lādiņiem uz vara šķiedrai pievienoto šķiedru virsmas.
Atšķirībā no iepriekš aprakstītajiem kapacitatīviem vai pjezorezistīviem sensoriem, šajā rakstā piedāvātais audu spiediena sensors reaģē uz plašu ievades spēku diapazonu no 0, 02 līdz 694 ņūtoniem.Turklāt ierosinātais auduma spiediena sensors saglabāja 81,3% no sākotnējās ievades pēc piecām standarta mazgāšanas reizēm, norādot uz spiediena sensora izturību.
Turklāt jutīguma vērtības, novērtējot sprieguma un strāvas rezultātus 1/1, 2/2 un 3/3 ribu adīšanai, uzrādīja augstu sprieguma jutību 83 un 36 mV/N pret 2/2 un 3/3 ribu spiedienu.3 audu sensori uzrādīja attiecīgi par 245% un 50% lielāku jutību šiem spiediena sensoriem, salīdzinot ar 24 mV/N audu spiediena sensoru 1/1.
Rīsi.3. Paplašināts pilna auduma spiediena sensora pielietojums.a Piemērs zolītes spiediena sensoram, kas izgatavots no 2/2 auduma ar rievotu audumu, kas ievietots zem diviem apļveida elektrodiem, lai noteiktu pēdas priekšpusi (tieši zem pirkstiem) un papēža kustību.b Shematisks attēlojums katram atsevišķam soļu posmam soļošanas procesā: papēža piezemēšanās, zemējums, pirksta kontakts un kājas 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 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 Elektriskā signāla 3D karte, kas ģenerēta, nospiežot pirkstu uz katra pikseļa.g Elektriskais signāls tiek uztverts tikai ar pirkstu nospiestajā pikselī, un citos pikseļos netiek ģenerēts sānu signāls, kas apstiprina, ka nav šķērsrunas.© Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al.(2022)
Noslēgumā jāsaka, ka šis pētījums parāda ļoti jutīgu un valkājamu audu spiediena sensoru, kas ietver PVDF nanošķiedras pjezoelektriskos pavedienus.Ražotajiem spiediena sensoriem ir plašs ievades spēku diapazons no 0,02 līdz 694 ņūtoniem.
Vienā elektriskās vērpšanas mašīnas prototipā tika izmantotas piecdesmit sprauslas, un, izmantojot partiju konveijeru uz vara stieņiem, tika izgatavots nepārtraukts nanošķiedru paklājs.Intermitējošas saspiešanas apstākļos izgatavotā 2/2 auduma auduma jutība bija 83 mV/N, kas ir par aptuveni 245% augstāka nekā 1/1 auduma apakšmalas audums.
Ierosinātie pilnībā audumi spiediena sensori uzrauga elektriskos signālus, pakļaujot tos fizioloģiskām kustībām, tostarp griežot, saliekot, saspiežot, skrienot un ejot.Turklāt šie auduma spiediena mērītāji pēc izturības ir salīdzināmi ar parastajiem audumiem, saglabājot aptuveni 81,3% no sākotnējās iznākuma pat pēc 5 standarta mazgāšanas reizēm.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 u.c.(2022).Auduma pjezoelektriskais spiediena sensors, kura pamatā ir elektrovērptas polivinilidēna fluorīda nanošķiedras ar 50 sprauslām atkarībā no pinuma raksta.Elastīga elektronika npj.https://www.nature.com/articles/s41528-022-00203-6.
Atruna: šeit izteiktie viedokļi ir autora personīgā statusā, un tie ne vienmēr atspoguļo AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, šīs vietnes īpašnieka un operatora, uzskatus.Šī atruna ir daļa no šīs vietnes lietošanas noteikumiem.
Bhavna Kaveti ir zinātniskā rakstniece no Haidarabadas, Indijas.Viņa ir ieguvusi MSc un MD no Vellore Tehnoloģiju institūta, Indija.organiskajā un medicīniskajā ķīmijā no Gvanahvato universitātes, Meksika.Viņas pētnieciskais darbs saistīts ar uz heterocikliem balstītu bioaktīvu molekulu izstrādi un sintēzi, un viņai ir pieredze daudzpakāpju un daudzkomponentu sintēzē.Doktorantūras pētījuma laikā viņa strādāja pie dažādu uz heterocikliem balstītu saistītu un kausētu peptidomimētisko molekulu sintēzes, kurām, domājams, ir potenciāls vēl vairāk funkcionalizēt bioloģisko aktivitāti.Rakstot disertācijas un pētnieciskos darbus, viņa izpētīja savu aizraušanos ar zinātnisko rakstīšanu un komunikāciju.
Dobums, Bafners.(2022. gada 11. augusts).Pilna auduma spiediena sensors, kas paredzēts valkājamas veselības uzraudzībai.AZonano.Iegūts 2022. gada 21. oktobrī no vietnes https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544.
Dobums, Bafners.“Visu audu spiediena sensors, kas paredzēts valkājamai veselības uzraudzībai”.AZonano.2022. gada 21. oktobris.2022. gada 21. oktobris.
Dobums, Bafners.“Visu audu spiediena sensors, kas paredzēts valkājamai veselības uzraudzībai”.AZonano.https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544.(no 2022. gada 21. oktobra).
Dobums, Bafners.2022. gads. Pilnīga auduma spiediena sensors, kas paredzēts valkājamai veselības uzraudzībai.AZoNano, piekļūts 2022. gada 21. oktobrī, https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544.
Šajā intervijā AZoNano runā ar profesoru Andrē Nelu par novatorisku pētījumu, kurā viņš ir iesaistīts un kurā aprakstīta "stikla burbuļa" nanonesēja izstrāde, kas var palīdzēt zālēm iekļūt aizkuņģa dziedzera vēža šūnās.
Šajā intervijā AZoNano runā ar UC Berkeley King Kong Lee par viņa Nobela prēmijas laureātu tehnoloģiju, optisko pinceti.
Šajā intervijā mēs runājam ar SkyWater Technology par pusvadītāju nozares stāvokli, to, kā nanotehnoloģija palīdz veidot nozari, un viņu jauno partnerību.
Inoveno PE-550 ir vislabāk pārdotā elektrovērpšanas/izsmidzināšanas mašīna nepārtrauktai nanošķiedru ražošanai.
Filmetrics R54 Uzlabots lokšņu pretestības kartēšanas rīks pusvadītāju un kompozītmateriālu plāksnēm.