אנו משתמשים בעוגיות כדי לשפר את החוויה שלך. על ידי המשך לגלוש באתר זה, אתה מסכים לשימוש שלנו בעוגיות. מידע נוסף.
חיישני לחץ לביש יכולים לעזור לפקח על בריאות האדם ולממש אינטראקציה בין מחשב אנושי. מאמצים נמשכים ליצירת חיישני לחץ עם תכנון מכשירים אוניברסליים ורגישות גבוהה ללחץ מכני.
מחקר: מתמר לחץ טקסטיל פייזואלקטרי תלוי דפוס ארוג על בסיס ננו -סיבי פלואוריד של אלקטרוסון פוליווינילידן עם 50 חרירים. קרדיט תמונה: סטודיו אפריקני/Shutterstock.com
מאמר שפורסם בכתב העת NPJ דוחות אלקטרוניקה גמישים על ייצור מתמרים לחץ פיזואלקטריים לבדים באמצעות חוטי עיוות פוליאתילן טרפטלט (PET) וחוטי Weft Fluoride Pluylidene (PVDF). הביצועים של חיישן הלחץ המפותח ביחס למדידת לחץ המבוססת על דפוס האריגה מודגמים בסולם בד של כ -2 מטרים.
התוצאות מראות כי הרגישות של חיישן לחץ המותאמת באמצעות עיצוב 2/2 קנארד גבוהה ב -245% מזו של עיצוב 1/1 קנארד. בנוסף, שימשו תשומות שונות כדי להעריך את הביצועים של הבדים המותאמים, כולל כיפוף, סחיטה, קמטים, פיתול ותנועות אנושיות שונות. בעבודה זו, חיישן לחץ מבוסס רקמות עם מערך פיקסל חיישן מציג מאפיינים תפיסתיים יציבים ורגישות גבוהה.
אוֹרֶז. 1. הכנת חוטי PVDF ובדים רב -פונקציונליים. תרשים של תהליך אלקטרוספינינג אלקטרו-סינטורי של 50 זרבוביות המשמש לייצור מחצלות מיושרות של ננו-סיבים PVDF, שם ממוקמים מוטות נחושת במקביל על חגורת מסוע, והצעדים הם להכין שלושה מבנים קלועים מסילמנטים מונופילמנטיים עם ארבע שכבות. B SEM תמונה וחלוקת קוטר של סיבי PVDF מיושרים. C תמונת SEM של חוט בן ארבע שכבות. D חוזק מתיחה ומאמץ בהפסקה של חוט ארבע שכבות כפונקציה של טוויסט. E דפוס דיפרקציה של רנטגן של חוט בן ארבע שכבות המראה נוכחות של שלבי אלפא ובטא. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al. (2022)
ההתפתחות המהירה של רובוטים אינטליגנטים ומכשירים אלקטרוניים לבישים הולידה מכשירים חדשים רבים המבוססים על חיישני לחץ גמישים, ויישומיהם בתחום האלקטרוניקה, התעשייה והרפואה מתפתחים במהירות.
פיזואלקטריות היא מטען חשמלי שנוצר על חומר הנתון ללחץ מכני. פיזואלקטריות בחומרים א -סימטריים מאפשרת קשר הפיך ליניארי בין לחץ מכני למטען חשמלי. לכן, כאשר חתיכת חומר פיזואלקטרי מעוותת פיזית, נוצר מטען חשמלי, ולהיפך.
מכשירים פיזואלקטריים יכולים להשתמש במקור מכני בחינם כדי לספק מקור כוח חלופי לרכיבים אלקטרוניים הצורכים מעט כוח. סוג החומר והמבנה של המכשיר הם פרמטרי מפתח לייצור מכשירי מגע המבוססים על צימוד אלקטרומכני. בנוסף לחומרים אורגניים במתח גבוה, נבדקו גם חומרים אורגניים גמישים מכנית במכשירים לבישים.
פולימרים המעובדים לננו -סיבים על ידי שיטות אלקטרוספינג אלקטרוני נמצאים בשימוש נרחב כמכשירי אחסון אנרגיה פיזואלקטריים. ננו-סיבים פולימריים פיזואלקטריים מאפשרים יצירת מבני עיצוב מבוססי בדים ליישומים לבישים על ידי מתן ייצור אלקטרומכני המבוסס על גמישות מכנית במגוון סביבות.
למטרה זו, פולימרים פיזואלקטריים נמצאים בשימוש נרחב, כולל PVDF ונגזרותיו, שיש להם פיזואלקטריות חזקה. סיבי PVDF אלה נמשכים ומסתובבים לבדים ליישומים פיזואלקטריים כולל חיישנים וגנרטורים.
איור 2. איור 2. רקמות שטח גדולות ותכונותיהן הפיזיות. תצלום של דפוס צלעות WEFT גדול של 2/2 עד 195 ס"מ x 50 ס"מ. B SEM תמונת SEM של תבנית WEFT 2/2 המורכבת מ WEFT PVDF אחד זה בזה עם שני בסיסי PET. C מודולוס ומאמץ בהפסקה בבדים שונים עם קצוות WEFT 1/1, 2/2 ו- 3/3. D היא זווית התלייה שנמדדת עבור הבד. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al. (2022)
בעבודה הנוכחית, מחוללי בדים המבוססים על חוטי ננו-פיבר PVDF בנויים באמצעות תהליך אלקטרונינג אלקטרונינינג של 50 סילנות, שם השימוש ב 50 חרירים מאפשר ייצור של מחצלות ננו-פיבר באמצעות חגורת חגורה מסתובבת. מבני אריגה שונים נוצרים באמצעות חוט לחיות מחמד, כולל צלעות WEFT 1/1 (רגיל), 2/2 ו- 3/3.
עבודות קודמות דיווחו על שימוש בנחושת ליישור סיבים בצורה של חוטי נחושת מיושרים על תופי איסוף סיבים. עם זאת, העבודה הנוכחית מורכבת ממוטות נחושת מקבילים המרוחקים 1.5 ס"מ זה מזה על חגורת מסוע כדי לסייע ביישור הספינרטים על בסיס אינטראקציות אלקטרוסטטיות בין סיבים טעונים נכנסים ומטענים על פני הסיבים המחוברים לסיבי הנחושת.
שלא כמו חיישנים קיבוליים או פיזוריסטיים שתוארו בעבר, חיישן לחץ הרקמות המוצע במאמר זה מגיב למגוון רחב של כוחות קלט בין 0.02 ל 694 ניוטונים. בנוסף, חיישן לחץ הבד המוצע שמר על 81.3% מהקלט המקורי שלו לאחר חמש שטיפות סטנדרטיות, מה שמצביע על עמידות חיישן הלחץ.
בנוסף, ערכי רגישות המעריכים את התוצאות המתח והזרם עבור 1/1, 2/2 ו- 3/3 סריגת צלעות הראו רגישות מתח גבוהה של לחץ צלעות 83 ו- 36 mV/n עד 2/2 ו- 3/3. 3 חיישני WEFT הדגימו רגישות גבוהה של 245% ו- 50% עבור חיישני לחץ אלה, בהתאמה, בהשוואה לחיישן לחץ WEFT 24 MV/N 1/1.
אוֹרֶז. 3. יישום מורחב של חיישן לחץ מלא בד. דוגמה לחיישן לחץ מדרסים העשוי מבד מצולע של 2/2 שטח המוחדר מתחת לשתי אלקטרודות עגולות כדי לאתר קדמה (ממש מתחת לאצבעות הרגליים) ותנועת העקב. B ייצוג סכמטי של כל שלב בשלבים האישיים בתהליך ההליכה: נחיתת עקב, הארקה, מגע בוהן והרמת רגליים. C פלט מתח C בתגובה לכל חלק בשלב ההליכה לניתוח ההליכה ואותות חשמליים מוגברים הקשורים לכל שלב בהליכה. E סכמטי של חיישן לחץ מלא רקמות עם מערך של עד 12 תאי פיקסל מלבניים עם קווים מוליכים בדוגמת כדי לאתר אותות בודדים מכל פיקסל. F מפת תלת מימד של האות החשמלי שנוצר על ידי לחיצה על אצבע על כל פיקסל. G מתגלה אות חשמלי רק בפיקסל הלוחץ באצבע, ולא נוצר שום אות צדדי בפיקסלים אחרים, ומאשר כי אין מפגש. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al. (2022)
לסיכום, מחקר זה מדגים חיישן לחץ רקמות רגיש ולביש מאוד הכולל חוטים פיזואלקטריים של ננו -פיבר PVDF. חיישני לחץ מיוצרים כוללים מגוון רחב של כוחות קלט בין 0.02 ל 694 ניוטונים.
חמישים חרירים שימשו במכונת ספינינג חשמלית אחת של אב -טיפוס, ומחצלת ננו -סיבים רציפה הופקה באמצעות מסוע אצווה המבוסס על מוטות נחושת. תחת דחיסה לסירוגין, הבד המיוצר 2/2 Weft Hef Heft הראה רגישות של 83 mV/n, שהוא בערך 245% יותר מאשר בד שולי 1/1.
חיישני הלחץ הארוגים המוצעים עוקבים אחר אותות חשמליים על ידי הכנתם לתנועות פיזיולוגיות, כולל פיתול, כיפוף, סחיטה, ריצה והליכה. בנוסף, מדדי לחץ בדים אלה דומים לבדים קונבנציונליים מבחינת העמידות, תוך שמירה על 81.3% מהתשואה המקורית שלהם גם לאחר 5 שטיפות סטנדרטיות. בנוסף, חיישן הרקמות המיוצר יעיל במערכת הבריאות על ידי יצירת אותות חשמליים המבוססים על קטעים רציפים של ההליכה של האדם.
Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, HR, et al. (2022). חיישן לחץ פיזואלקטרי בד מבוסס על ננו -סיבים פלואורידים אלקטרוניים פוליווינילידן עם 50 חרירים, תלוי בתבנית האריגה. אלקטרוניקה גמישה NPJ. https://www.nature.com/articles/s41528-022-00203-6.
הצהרת אחריות: הדעות המובעות כאן הן של המחבר בתפקידו האישי ואינן משקפות בהכרח את השקפותיו של Azom.com מוגבלת T/A Azonetwork, הבעלים והמפעיל של אתר זה. הצהרת אחריות זו היא חלק מתנאי השימוש באתר זה.
Bhavna Kaveti הוא סופר מדע מהיידראבאד, הודו. היא מחזיקה ב- MSC ו- MD מהמכון הטכנולוגי Vellore, הודו. בכימיה אורגנית ותרופות מאוניברסיטת גואנאג'אטו, מקסיקו. עבודות המחקר שלה קשורות להתפתחות וסינתזה של מולקולות ביו-אקטיביות המבוססות על מחזורי הטרוציה, והיא בעלת ניסיון בסינתזה מרובת שלבים ורב-רכיבים. במהלך מחקרי הדוקטורט שלה, היא עבדה על סינתזה של מולקולות פפטידומימטיות שונות על בסיס הטרוצי-מחזור וממוזעות, שצפויות להיות בעלות פוטנציאל לתפקד עוד יותר את הפעילות הביולוגית. תוך כדי כתיבת עבודות עבודות ועיתוני מחקר, היא בחנה את תשוקתה לכתיבה ותקשורת מדעית.
חלל, בופנר. (11 באוגוסט 2022). חיישן לחץ מבד מלא המיועד לניטור בריאות לביש. אזונאנו. הוחזר ב- 21 באוקטובר 2022 מ https://www.azonano.com/news.aspx?newsid=39544.
חלל, בופנר. "חיישן לחץ כל הרקמות המיועד לניטור בריאות לביש". אזונאנו.21 באוקטובר 2022.21 באוקטובר 2022.
חלל, בופנר. "חיישן לחץ כל הרקמות המיועד לניטור בריאות לביש". אזונאנו. https://www.azonano.com/news.aspx?newsid=39544. (נכון ליום 21 באוקטובר 2022).
חלל, בופנר. 2022. חיישן לחץ של כל בד המיועד לניטור בריאות לביש. Azonano, ניגש ל- 21 באוקטובר 2022, https://www.azonano.com/news.aspx?newsid=39544.
בראיון זה, אזונאנו מדבר עם פרופסור אנדרה נל על מחקר חדשני שהוא מעורב בו מתאר את התפתחות ננו -ננוקרייר "בועת זכוכית" שיכול לעזור לתרופות להיכנס לתאי סרטן הלבלב.
בראיון זה, אזונאנו מדבר עם קינג קונג לי של UC ברקלי על הטכנולוגיה הזוכה בפרס נובל שלו, פינצרים אופטיים.
בראיון זה אנו מדברים עם Skywater Technology על מצב ענף המוליכים למחצה, כיצד ננו -טכנולוגיה עוזרת לעצב את הענף ואת השותפות החדשה שלהם.
INOVENO PE-550 היא מכונת האלקטרונינג/ריסוס הנמכרת ביותר לייצור ננו-פיבר רציף.
Pilmetrics R54 כלי מיפוי התנגדות גיליון מתקדם עבור מוליכים למחצה ופלים מורכבים.