Deneyiminizi geliştirmek için çerezleri kullanıyoruz. Bu siteye göz atmaya devam ederek, çerez kullanımımızı kabul edersiniz. Ek Bilgiler.
Giyilebilir basınç sensörleri insan sağlığını izlemeye ve insan-bilgisayar etkileşimini gerçekleştirmeye yardımcı olabilir. Evrensel bir cihaz tasarımı ve mekanik strese yüksek hassasiyete sahip basınç sensörleri oluşturma çabaları devam etmektedir.
Çalışma: 50 nozle ile elektrospun poliviniliden florür nanofiberlerine dayanan örgü paternine bağlı tekstil piezoelektrik basınç dönüştürücüsü. Resim Kredisi: African Studio/Shutterstock.com
NPJ Esnek Elektronik dergisinde yayınlanan bir makale, polietilen tereftalat (PET) çözgü iplikleri ve poliviniliden florür (PVDF) atkısı iplikleri kullanan kumaşlar için piezoelektrik basınç dönüştürücülerin üretimi hakkında raporlar. Dokuma desenine dayanan basınç ölçümü ile ilişkili olarak geliştirilen basınç sensörünün performansı yaklaşık 2 metrelik bir bez ölçeğinde gösterilmiştir.
Sonuçlar, 2/2 Canard tasarımı kullanılarak optimize edilen bir basınç sensörünün duyarlılığının 1/1 Canard tasarımından% 245 daha yüksek olduğunu göstermektedir. Ek olarak, fleksiyon, sıkma, kırışıklık, bükülme ve çeşitli insan hareketleri dahil olmak üzere optimize edilmiş kumaşların performansını değerlendirmek için çeşitli girişler kullanıldı. Bu çalışmada, sensör piksel dizisine sahip doku bazlı bir basınç sensörü kararlı algısal özellikler ve yüksek hassasiyet gösterir.
Pirinç. 1. PVDF ipliklerinin ve çok işlevli kumaşların hazırlanması. Bakır çubukların bir konveyör bandına paralel olarak yerleştirildiği ve basamaklar, dört katmanlı monofilament filamanlarından üç örgülü yapı hazırlamak için kullanılan hizalanmış PVDF nanofiber paspasları üretmek için kullanılan 50-nole elektrospinning işleminin bir diyagramı. B SEM görüntüsü ve hizalanmış PVDF liflerinin çap dağılımı. C SEM Dört katlı bir ipliğin görüntüsü. D gerilme mukavemeti ve bükülmenin bir fonksiyonu olarak dört katlı bir ipliğin kırılmasında zorlanın. Alfa ve beta fazlarının varlığını gösteren dört katlı bir ipliğin X-ışını kırınım paterni. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et. (2022)
Akıllı robotların ve giyilebilir elektronik cihazların hızlı gelişimi, esnek basınç sensörlerine dayanan birçok yeni cihaza yol açmıştır ve bunların elektronik, endüstri ve ilaç uygulamaları hızla gelişmektedir.
Piezoelektrik, mekanik strese maruz kalan bir malzemede üretilen bir elektrik yüküdür. Asimetrik malzemelerde piezoelektrik, mekanik stres ve elektrik yükü arasında doğrusal bir geri dönüşümlü ilişkiye izin verir. Bu nedenle, bir parça piezoelektrik malzeme fiziksel olarak deforme olduğunda, bir elektrik yükü oluşturulur ve bunun tersi de geçerlidir.
Piezoelektrik cihazlar, az güç tüketen elektronik bileşenler için alternatif bir güç kaynağı sağlamak için serbest bir mekanik kaynak kullanabilir. Cihazın malzeme türü ve yapısı, elektromekanik bağlantıya dayanan dokunmatik cihazların üretimi için temel parametrelerdir. Yüksek voltajlı inorganik malzemelere ek olarak, giyilebilir cihazlarda mekanik olarak esnek organik malzemeler de araştırılmıştır.
Elektrospinning yöntemleriyle nanofiberlere işlenen polimerler, piezoelektrik enerji depolama cihazları olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Piezoelektrik polimer nanofiberler, çeşitli ortamlarda mekanik esnekliğe dayalı elektromekanik üretim sağlayarak giyilebilir uygulamalar için kumaş bazlı tasarım yapılarının oluşturulmasını kolaylaştırır.
Bu amaçla, PVDF ve güçlü piezoelektrikliğe sahip türevleri dahil olmak üzere piezoelektrik polimerler yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu PVDF lifleri, sensörler ve jeneratörler dahil piezoelektrik uygulamalar için kumaşlara çekilir ve döndürülür.
Şekil 2. Geniş alan dokuları ve bunların fiziksel özellikleri. 195 cm x 50 cm'ye kadar büyük bir 2/2 atkı kaburga deseninin fotoğrafı. B SEM görüntüsü, iki evcil taban ile serpiştirilmiş bir PVDF atkıdan oluşan 2/2 atkısı deseninin görüntüsü. C modülü ve 1/1, 2/2 ve 3/3 atkı kenarları ile çeşitli kumaşlarda kırılmada süzün. D, kumaş için ölçülen asılı açıdır. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et. (2022)
Bu çalışmada, PVDF nanofiber filamentlerine dayanan kumaş jeneratörleri, 50 nozul kullanımının, dönen bir kemer konveyör bant kullanılarak nanofiber paspasların üretimini kolaylaştırdığı sıralı bir 50 jet elektrospinning işlemi kullanılarak oluşturulur. 1/1 (düz), 2/2 ve 3/3 atkı kaburgaları dahil olmak üzere PET ipliği kullanılarak çeşitli örgü yapıları oluşturulur.
Önceki çalışmalar, fiber toplama davulları üzerinde hizalanmış bakır teller şeklinde fiber hizalama için bakır kullanımını bildirmiştir. Bununla birlikte, mevcut çalışma, gelen yüklü lifler arasındaki elektrostatik etkileşimlere ve bakır fibere bağlı liflerin yüzeyindeki yükler arasındaki elektrostatik etkileşimlere dayanarak bir konveyör bantında 1.5 cm aralıklı paralel bakır çubuklardan oluşur.
Daha önce tarif edilen kapasitif veya piezoresistif sensörlerden farklı olarak, bu makalede önerilen doku basınç sensörü, 0.02 ila 694 newton arasındaki çok çeşitli girdi kuvvetlerine yanıt vermektedir. Ek olarak, önerilen kumaş basınç sensörü, beş standart yıkamadan sonra orijinal girişinin% 81,3'ünü korudu ve bu da basınç sensörünün dayanıklılığını gösterdi.
Ek olarak, 1/1, 2/2 ve 3/3 kaburga örme için voltaj ve akım sonuçlarını değerlendiren duyarlılık değerleri 83 ve 36 mV/N ila 2/2 ve 3/3 kaburga basıncı yüksek voltaj hassasiyeti gösterdi. 3 AFT sensörleri, 24 mV/N atkı basınç sensörü 1/1 ile karşılaştırıldığında, bu basınç sensörleri için sırasıyla% 245 ve% 50 daha yüksek duyarlılık göstermiştir.
Pirinç. 3. Tam kaplı basınç sensörünün genişletilmiş uygulaması. Ön ayak (ayak parmaklarının hemen altında) ve topuk hareketini tespit etmek için iki dairesel elektrotun altına yerleştirilmiş 2/2 atkılı kumaştan yapılmış bir iç taban basınç sensörü örneği. B Yürüme işlemindeki tek tek adımların her aşamasının şematik gösterimi: topuk iniş, topraklama, ayak parmağı teması ve bacak kaldırma. C Voltaj Çıktı Sinyalleri Yürüyüş analizi için yürüyüş adımının her bir bölümüne yanıt olarak ve yürüyüşün her fazı ile ilişkili D amplifiye edilmiş elektrik sinyalleri. E Her pikselden tek tek sinyalleri tespit etmek için desenli iletken çizgilerle 12'ye kadar dikdörtgen piksel hücreli bir tam doku basınç sensörünün şeması. f Her piksele bir parmak basarak üretilen elektrik sinyalinin 3D haritası. G Sadece parmak preslenmiş pikselde bir elektrik sinyali tespit edilir ve diğer piksellerde herhangi bir yan sinyal üretilmez, bu da karışma olmadığını doğrular. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et. (2022)
Sonuç olarak, bu çalışma PVDF nanofiber piezoelektrik filamentleri içeren oldukça hassas ve giyilebilir bir doku basınç sensörü göstermektedir. Üretilen basınç sensörleri, 0.02 ila 694 newton arasında çok çeşitli girdi kuvvetlerine sahiptir.
Bir prototip elektrik eğirme makinesinde elli nozul kullanıldı ve bakır çubuklara dayanan bir parti konveyör kullanılarak sürekli bir nanofiber mat üretildi. Aralıklı sıkıştırma altında, üretilen 2/2 atkı hem kumaş, 83 mV/n hassasiyet gösterdi, bu da 1/1 atkı hem kumaştan yaklaşık% 245 daha yüksek.
Önerilen tüm dokuma basınç sensörleri elektrik sinyallerini bükme, bükme, sıkma, koşma ve yürüyüş gibi fizyolojik hareketlere tabi tutarak izler. Ek olarak, bu kumaş basınç göstergeleri, 5 standart yıkamadan sonra bile orijinal verimlerinin yaklaşık% 81,3'ünü koruyarak, dayanıklılık açısından geleneksel kumaşlarla karşılaştırılabilir. Ek olarak, üretilen doku sensörü, bir kişinin yürüyüşünün sürekli segmentlerine dayanan elektrik sinyalleri üreterek sağlık sisteminde etkilidir.
Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, HR, vd. (2022). Dokuma desenine bağlı olarak 50 nozullu elektrospun poliviniliden florür nanofiberlerine dayanan kumaş piezoelektrik basınç sensörü. Esnek Elektronik NPJ. https://www.nature.com/articles/s41528-022-00203-6.
Feragatname: Burada ifade edilen görüşler, kişisel kapasitesindeki yazarın görüşleridir ve bu web sitesinin sahibi ve operatörü Azom.com Limited T/A Azonetwork'ün görüşlerini yansıtmaz. Bu feragatname bu web sitesinin kullanım şartlarının bir parçasıdır.
Bhavna Kaveti, Hindistan'ın Haydarabad kentinden bir bilim yazarıdır. Hindistan Vellore Teknoloji Enstitüsü'nden MSC ve MD'ye sahiptir. Guanajuato Üniversitesi, Meksika'dan Organik ve Tıbbi Kimya. Araştırma çalışmaları, heterosikllere dayalı biyoaktif moleküllerin gelişimi ve sentezi ile ilgilidir ve çok aşamalı ve çok bileşenli sentezde deneyime sahiptir. Doktora araştırması sırasında, biyolojik aktiviteyi daha fazla işlevselleştirme potansiyeline sahip olması beklenen çeşitli heterosiks bazlı bağlı ve kaynaşmış peptitomimetik moleküllerin sentezi üzerinde çalıştı. Tezler ve araştırma makaleleri yazarken, bilimsel yazma ve iletişim tutkusunu araştırdı.
Boşluk, Buffner. (11 Ağustos 2022). Giyilebilir sağlık izleme için tasarlanmış tam kumaş basınç sensörü. Azonano. 21 Ekim 2022'de https://www.azonano.com/news.aspx?newsid=39544 adresinden erişildi.
Boşluk, Buffner. “Giyilebilir sağlık izleme için tasarlanmış tüm doku basınç sensörü”. Azonano.21 Ekim 2022.21 Ekim 2022.
Boşluk, Buffner. “Giyilebilir sağlık izleme için tasarlanmış tüm doku basınç sensörü”. Azonano. https://www.azonano.com/news.aspx?newsid=39544. (21 Ekim 2022 itibariyle).
Boşluk, Buffner. 2022. Giyilebilir sağlık izleme için tasarlanmış tüm kloth basınç sensörü. Azonano, erişim tarihi 21 Ekim 2022, https://www.azonano.com/news.aspx?newsid=39544.
Bu röportajda Azonano, Profesör André Nel ile, ilaçların pankreas kanseri hücrelerine girmesine yardımcı olabilecek bir “cam balon” nanokarrier gelişimini tanımlayan yenilikçi bir çalışma hakkında konuşuyor.
Bu röportajda Azonano, UC Berkeley King Kong Lee ile Nobel ödüllü teknolojisi Optik Cımbızları hakkında konuşuyor.
Bu röportajda, Skywater Technology ile yarı iletken endüstrisinin durumu, nanoteknolojinin endüstriyi şekillendirmeye nasıl yardımcı olduğu ve yeni ortaklıkları hakkında konuşuyoruz.
Inoveno PE-550, sürekli nanofiber üretimi için en çok satan elektrospinning/püskürtme makinesidir.
Filmetrics R54 Yarı iletken ve kompozit gofretler için gelişmiş tabaka direnci eşleme aracı.