Koristimo kolačiće za poboljšanje vašeg iskustva. Nastavljanjem pregledavanja ove stranice prihvaćate našu upotrebu kolačića. Dodatne informacije.
Senzori za nošenje pritiska mogu pomoći nadgledanju zdravlja ljudi i realizirati interakciju ljudskog računara. Napori su u toku kako bi se stvorio senzore pritiska sa univerzalnim dizajnom uređaja i visoku osjetljivost na mehanički stres.
Studija: tkanje uzorak ovisan ovisni tekstilni piezoelektrični pritisak pretvarač zasnovan na elektrospornom polivinilejnom fluoridu nanofiblju sa 50 mlaznicama. Slika Kredit: Afrički studio / shutterstock.com
Članak objavljen u časopisu NPJ fleksibilna elektronika izvještava o izmišljotima za prijevodne pretočenja piezoelektričnog pritiska za tkanine koristeći polietilenski teretvotal (PET) Warp pređe i pređe za fluorid od polivinilena (PVDF). Performanse razvijenog senzora tlaka u odnosu na mjerenje pritiska na osnovu uzoraka tkanja pokazuje se na platnu skali od oko 2 metra.
Rezultati pokazuju da je osjetljivost senzora pritiska optimizirana korištenjem 2/2 kanala iznosi 245% veća od onog od 1/1 kanalskog dizajna. Osim toga, za procjenu performansi optimiziranih tkanina korištena su različitim ulazima, uključujući fleksiju, stiskanje, uvijanje, uvijanje i razne ljudske pokrete. U ovom radu senzor tlaka na bazi tkiva sa senzorskim pikselnim nizom pokazuje stabilne percepcijske karakteristike i visoku osjetljivost.
Riža. 1. Priprema PVDF niti i multifunkcionalne tkanine. Dijagram procesa elektrospitarnih za 50 mlaznica koji se koristi za izradu usklađenih prostirki PVDF nanofibra, gdje se bakrene šipke postavljaju paralelno na transportnom traku, a koraci su za pripremu tri pletenice iz manifestacija od četiri sloja monofilamenta. B SEM Slika i promjer raspodjela usklađenih PVDF vlakana. C Sem slika četveroglasne pređe. d zatezna čvrstoća i naprezanje na pauzi četveroglasne pređe kao funkcije okretanja. E rendgenski difrakcijski obrazac četveroglasne pređe koji pokazuje prisustvo alfa i beta faza. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, Sj, Hong, H. R et al. (2022)
Brzi razvoj inteligentnih robota i nosivih elektroničkih uređaja dao je do mnogih novih uređaja zasnovanih na fleksibilnim senzorima pritiska i njihove primjene u elektroniku, industriji i medicini se brzo razvijaju.
Piezoelectrity je električni naboj generiran na materijalu koji je podvrgnut mehaničkom stresu. Piezoelektričnost u asimetričnim materijalima omogućava linearnu reverzibilnu vezu između mehaničkog stresa i električnog naboja. Stoga, kada je komad piezoelektričnog materijala fizički deformiran, kreira se električni naboj i obrnuto.
Piezoelektrični uređaji mogu koristiti besplatni mehanički izvor koji će osigurati alternativni izvor napajanja za elektroničke komponente koje konzumiraju malo snage. Vrsta materijala i strukture uređaja su ključni parametri za proizvodnju dodirnih uređaja na temelju elektromehaničke spojnice. Pored ironganskih materijala visokog napona, mehanički fleksibilni organski materijali također su istraženi u nošenim uređajima.
Polimeri koji se prerađuju u nanofiblju elektrospitnim metodama široko se koriste kao uređaji za skladištenje piezoelektričnih energije. Piezoelektrični polimerni nanofibri olakšavaju stvaranje dizajnerskih struktura zasnovane na tkaninu za nosive primjene pružanjem elektromehaničke generacije na temelju mehaničke elastičnosti u raznim okruženjima.
U tu svrhu, piezoelektrični polimeri se široko koriste, uključujući PVDF i njene derivate, koji imaju jaku piezoelektričnost. Ova PVDF vlakna se nacrtaju i otkucaju u tkanine za piezoelektrične aplikacije, uključujući senzore i generatore.
Slika 2. Velika površina tkiva i njihova fizička svojstva. Fotografija velikog uzorka rebra 2/2 Weft do 195 cm x 50 cm. B SEM Slika obrazaca 2/2 TEFT koja se sastoji od jednog PVDF WeFT-a isprepletena s dvije baze kućnih ljubimaca. C Modul i naprezanje na pauzi u raznim tkaninama sa 1/1, 2/2 i 3/3 rubova. D je ugao viseće mjereno za tkaninu. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, Sj, Hong, H. R et al. (2022)
U ovom radu, generatori tkanine zasnovani na PVDF nanofiber-u izgrađeni su uzastopnim procesom od 50-jet elektrospinzija, gdje upotreba 50 mlaznica olakšava proizvodnju nanofiber traka pomoću remena za rotirajuće remene. Razne strukture tkanja kreirane su pomoću kućne pređe, uključujući 1/1 (običnu), 2/2 i 3/3 Weft Rebra.
Prethodni rad je izvijestio o korištenju bakra za poravnanje vlakana u obliku usklađenih bakrenih žica na bubnjevima za prikupljanje vlakana. Međutim, trenutni rad sastoji se od paralelnih bakrenih šipki razmaknutih 1,5 cm na transportnom pojasu kako bi se uskladila sa veštama na osnovu elektrostatičkih interakcija između dolaznih napunjenih vlakana i na površini vlakana pričvršćenih na vlakne za bakrene vlakne.
Za razliku od prethodno opisanih kapacitivnih ili piezoresistički senzora, senzor tlaka tkiva predložen u ovom radu odgovara na širok spektar ulaznih sila od 0,02 do 694 newtons. Pored toga, predloženi senzor tlaka tkanine zadržao je 81,3% svog originalnog ulaza nakon pet standardnih pranja, što ukazuje na trajnost senzora pritiska.
Pored toga, vrijednosti osjetljivosti procjenjuju napon i trenutne rezultate za 1/1, 2/2 i 3/3 rebrasti pletenje pokazale su osjetljivost na visoku naponu od 83 i 36 mV / N do 2/2 i 3/3 rebra. 3 SOFT senzori su pokazali 245% i 50% veću osjetljivost za ove senzore pritiska, u odnosu na 24 mV / n WEFT senzor pritiska 1/1.
Riža. 3. Proširena primjena senzora tlaka sa punim krpom. Primjer senzora tlaka u ulošcima izrađen od 2/2 Weft rebrasti tkanine umetnut ispod dvije kružne elektrode za otkrivanje nogu (odmah ispod nožnih prstiju) i kretanja pete. b Shematski prikaz svake faze pojedinačnih koraka u procesu hodanja: slijetanje pete, uzemljenje, povezan sa kontaktom i podizanje nogu. C naponski izlazni signali kao odgovor na svaki dio koraka hodanja za analizu hoda i d pojačane električne signale povezane sa svakom fazom hodnika. E Shematski senzor punog tlaka tkiva s nizom do 12 pravokutnih pikselnih stanica s provodljivim linijama uzorka za otkrivanje pojedinačnih signala iz svakog piksela. F 3D karta električnog signala generiran pritiskom na prst na svaki piksel. G Električni signal otkriva se samo u pikselu prešanom prstima, a ne stvara se bočni signal u drugim pikselima, koji potvrđujući da nema crosstalka. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, Sj, Hong, H. R et al. (2022)
Zaključno, ova studija pokazuje vrlo osjetljiv i nosiv senzor tlaka tkiva koji uključuje PVDF nanofiber piezoelektrične filamene. Proizvedeni senzori pritiska imaju širok spektar ulaznih sila od 0,02 do 694 newtona.
Pedeset mlaznica korišteno je na jednom prototipnom električnom predenju, a kontinuirana prostirka nanofibra proizvedena je pomoću serijskog transportera na bazi bakrenih šipki. Pod isprekidanom kompresijom, proizvedena 2/2 Weft Hem Tkanina pokazala je osjetljivost od 83 mV / N, što je oko 245% veće od tkanine za potkoljenice 1/1.
Predloženi all-tlački senzori pritiska nadgledaju električne signale podvrgavanjem fiziološkim pokretima, uključujući uvijanje, savijanje, stiskanje, trčanje i hodanje. Pored toga, ovi mjerači tlaka tlaka su uporedivi sa konvencionalnim tkaninama u pogledu izdržljivosti, zadržavajući otprilike 81,3% svog prvobitnog prinosa čak i nakon 5 standardnih pranja. Pored toga, proizvedeni senzor tkiva učinkovit je u zdravstvenom sistemu generirajući električne signale na osnovu kontinuiranih segmenata osobe hoda.
Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, Sj, Hong, HR, i dr. (2022). Tkaninski senzor piezoelektričnog pritiska na bazi elektrosporne polivinididene fluoridne nanofibrera sa 50 mlaznica, ovisno o uzorku tkanja. Fleksibilna elektronika NPJ. https://www.nature.com/articles/s41528-022-00203-6.
Izjava: Ovdje su prikazani stavovi autora u njegovom osobnom kapacitetu i ne odražavaju nužno stavove AZOM.com Limited T / a azoneta, vlasnika i operatera ove web stranice. Ovo odricanje od odgovornosti dio je uvjeti korištenja ove web stranice.
Bhavna Kaveti je naučni pisac iz Hyderabada, Indija. Ona drži MSc i MD iz Vellore Instituta za tehnologiju, Indija. U organskoj i ljekovitoj hemiji sa Univerziteta u Guanajuato, Meksiko. Njezin istraživački rad povezan je s razvojem i sintezom bioaktivnih molekula zasnovanih na heterociklima, a ima iskustva u višekomponentnoj i višekomponentnoj sintezi. Tokom svog doktorskog istraživanja radila je na sintezi raznih vezanih zasnovanih na heterociklu i iskrivljenim peptidomimetičkim molekulama za koje se očekuje da će potencijal imati mogućnost daljnje funkcionalizacije biološke aktivnosti. Dok je pisala disertacije i istraživačke radove, istražila je njenu strast prema naučnom pisanju i komunikaciji.
Šupljina, buffer. (11. avgusta 2022.). Potpuni senzor tlaka tkanine dizajniran za nošenje praćenja zdravlja. Azonano. Pristupljeno 21. oktobra 2022. iz https://www.azonano.com/news.aspx?newsid=39544.
Šupljina, buffer. "Senzor tlaka sa sve tkivom dizajniran za nošenje zdravstvenog nadzora". Azonano.21. oktobra 2022. godine.21. oktobra 2022. godine.
Šupljina, buffer. "Senzor tlaka sa sve tkivom dizajniran za nošenje zdravstvenog nadzora". Azonano. https://www.azonano.com/news.aspx?newsid=39544. (Od 21. oktobra 2022.).
Šupljina, buffer. 2022. All-tkanina senzor pritiska dizajniran za nošenje zdravstvenog nadzora. Azonano, pristupljeno 21. listopada 2022., https://www.azonano.com/news.aspx?newsid=39544.
U ovom intervjuu, Azonano razgovara sa profesorom André Nelom o inovativnom studiju u kojoj je uključen u koji opisuje razvoj "staklenog mjehurića" nanocarrier koji može pomoći lijekovima u ćelije u ući u stanice raka pankreasa.
U ovom intervjuu, Azonano razgovara s UC Berkeley's King Kong Lee o svojoj Nobelovoj nagradnoj tehnologiji, optičkim pincetom.
U ovom intervjuu razgovaramo sa nevozom tehnologijom o stanju poluvodičke industrije, kako nanotehnologija pomaže u obliku industrije i njihovo novo partnerstvo.
Inoveno PE-550 je najprodavanija elektrospitna mašina / prskalica za kontinuiranu proizvodnju nanofiber.
Filmtrics R54 Napredni alat za preslikavanje otpora za poluvodiče i kompozitne vaflere.