ما از کوکی ها برای بهبود تجربه شما استفاده می کنیم. با ادامه مرور این سایت ، شما با استفاده ما از کوکی ها موافقت می کنید. اطلاعات اضافی
سنسورهای فشار پوشیدنی می توانند به نظارت بر سلامت انسان و تحقق تعامل انسان و رایانه کمک کنند. تلاش ها برای ایجاد سنسورهای فشار با طراحی دستگاه جهانی و حساسیت زیاد به استرس مکانیکی ادامه دارد.
مطالعه: مبدل فشار پیزوالکتریک نساجی وابسته به الگوی بافتنی مبتنی بر نانوالیاف فلوراید الکتروپون پلی وینیلیدن فلوراید با 50 نازل. اعتبار تصویر: استودیوی آفریقایی/Shutterstock.com
مقاله ای که در مجله NPJ انعطاف پذیر الکترونیک منتشر شده است در مورد ساخت مبدل های فشار پیزوالکتریک برای پارچه ها با استفاده از پلی اتیلن تفاتالات (PET) نخ های WARP و نخهای پلی وینیلیدن فلوراید (PVDF). عملکرد سنسور فشار توسعه یافته در رابطه با اندازه گیری فشار بر اساس الگوی بافندگی در مقیاس پارچه ای تقریباً 2 متر نشان داده شده است.
نتایج نشان می دهد که حساسیت یک سنسور فشار بهینه سازی شده با استفاده از طراحی 2/2 قوطی 245 ٪ بیشتر از طراحی 1/1 کانادا است. علاوه بر این ، از ورودی های مختلفی برای ارزیابی عملکرد پارچه های بهینه شده از جمله خم شدن ، فشرده سازی ، چروک ، پیچاندن و حرکات مختلف انسانی استفاده شد. در این کار ، یک سنسور فشار مبتنی بر بافت با آرایه پیکسل سنسور ویژگی های ادراکی پایدار و حساسیت بالایی را نشان می دهد.
برنج 1. تهیه موضوعات PVDF و پارچه های چند منظوره. نمودار از یک فرآیند الکتروپینینگ 50 نواز که برای تولید تشک های تراز شده از نانوالیاف PVDF استفاده می شود ، که در آن میله های مس به طور موازی روی یک کمربند نقاله قرار می گیرند و مراحل تهیه سه ساختار بافته از رشته های تک لایه چهار لایه است. B SEM تصویر و توزیع قطر الیاف PVDF تراز. تصویر C SEM از یک نخ چهار قطعه. استحکام کششی D و کرنش در هنگام شکستن نخ چهار قطعه به عنوان تابعی از پیچ و تاب. الگوی پراش اشعه ایکس از یک نخ چهار قطعه که وجود مراحل آلفا و بتا را نشان می دهد. © Kim ، DB ، Han ، J. ، Sung ، SM ، Kim ، MS ، Choi ، BK ، Park ، SJ ، Hong ، H. R et al. (2022)
توسعه سریع روبات های هوشمند و وسایل الکترونیکی پوشیدنی ، بسیاری از دستگاه های جدید را بر اساس سنسورهای فشار انعطاف پذیر ایجاد کرده است و کاربردهای آنها در الکترونیک ، صنعت و پزشکی به سرعت در حال توسعه است.
پیزوالتریک یک بار الکتریکی است که بر روی ماده ای ایجاد می شود که در معرض استرس مکانیکی قرار می گیرد. پیزوالکتیک در مواد نامتقارن امکان ایجاد رابطه برگشت پذیر خطی بین استرس مکانیکی و بار الکتریکی را فراهم می کند. بنابراین ، هنگامی که یک قطعه از مواد پیزو الکتریک از نظر جسمی تغییر شکل می یابد ، یک بار الکتریکی ایجاد می شود و برعکس.
دستگاه های پیزوالکتریک می توانند از یک منبع مکانیکی رایگان برای تهیه منبع تغذیه جایگزین برای اجزای الکترونیکی که انرژی کمی مصرف می کنند ، استفاده کنند. نوع مواد و ساختار دستگاه پارامترهای کلیدی برای تولید دستگاه های لمسی بر اساس اتصال الکترومکانیکی است. علاوه بر مواد معدنی ولتاژ بالا ، مواد آلی با انعطاف پذیر مکانیکی نیز در دستگاه های پوشیدنی مورد بررسی قرار گرفته است.
پلیمرهای پردازش شده به نانوالیاف با روشهای الکتروپین کردن به طور گسترده ای به عنوان دستگاه های ذخیره انرژی پیزوالکتریک مورد استفاده قرار می گیرند. نانوالیاف پلیمری پیزوالکتریک ایجاد سازه های طراحی مبتنی بر پارچه برای کاربردهای پوشیدنی را با تهیه تولید الکترومکانیکی بر اساس خاصیت خاصیت مکانیکی در محیط های مختلف تسهیل می کند.
برای این منظور ، از پلیمرهای پیزوالکتریک به طور گسترده ای استفاده می شود ، از جمله PVDF و مشتقات آن ، که دارای پیزوالتریک قوی هستند. این الیاف PVDF کشیده شده و به پارچه هایی برای کاربردهای پیزوالکتریک از جمله سنسورها و ژنراتورها می چرخند.
شکل 2. بافت های بزرگ و خصوصیات فیزیکی آنها. عکس از یک الگوی بزرگ دنده 2/2 تا 195 سانتی متر در 50 سانتی متر. B SEM تصویر از یک الگوی WEFT 2/2 متشکل از یک WEFT PVDF که با دو پایه PET در هم تنیده شده است. C مدول و کرنش در استراحت در پارچه های مختلف با لبه های 1/1 ، 2/2 و 3/3. D زاویه حلق آویز برای پارچه اندازه گیری شده است. © Kim ، DB ، Han ، J. ، Sung ، SM ، Kim ، MS ، Choi ، BK ، Park ، SJ ، Hong ، H. R et al. (2022)
در کار حاضر ، ژنراتورهای پارچه ای مبتنی بر رشته های نانوالیاف PVDF با استفاده از یک فرآیند الکتروپین سازی متوالی 50 جت ساخته می شوند ، که در آن استفاده از 50 نازل باعث تولید تشک های نانوالیاف با استفاده از کمربند نوار نقاله چرخشی می شود. ساختارهای مختلف بافندگی با استفاده از نخ های حیوان خانگی ، از جمله دنده های 1/1 (ساده) ، 2/2 و 3/3 ساخته شده است.
کار قبلی استفاده از مس را برای تراز فیبر به صورت سیمهای مس تراز شده روی طبل های جمع آوری فیبر گزارش کرده است. با این حال ، کار فعلی شامل میله های مس موازی است که 1.5 سانتی متر از هم فاصله دارند و در کمربند نقاله برای کمک به تراز کردن اسپینر ها بر اساس تعامل الکترواستاتیک بین الیاف باربری ورودی و بار بر روی سطح الیاف متصل به فیبر مس تشکیل شده است.
بر خلاف سنسورهای خازنی یا پیزوره ای که قبلاً شرح داده شده بود ، سنسور فشار بافت پیشنهادی در این مقاله به طیف گسترده ای از نیروهای ورودی از 0.02 تا 694 نیوتن پاسخ می دهد. علاوه بر این ، سنسور فشار پارچه پیشنهادی 81.3 ٪ از ورودی اصلی خود را پس از پنج شستشوی استاندارد حفظ کرد ، که نشانگر دوام سنسور فشار است.
علاوه بر این ، مقادیر حساسیت ارزیابی ولتاژ و نتایج جریان برای بافندگی 1/1 ، 2/2 و 3/3 حساسیت ولتاژ بالایی از 83 و 36 میلی ولت بر N تا 2/2 و 3/3 فشار را نشان داد. 3 سنسور WEFT به ترتیب 245 ٪ و 50 ٪ حساسیت بالاتر را برای این سنسورهای فشار نشان داد ، در مقایسه با سنسور فشار 24 میلی ولت در نانومتر 1/1.
برنج 3. استفاده از سنسور فشار کامل پارچه. نمونه ای از یک سنسور فشار کفی ساخته شده از 2/2 پارچه دنده ای Weft که در زیر دو الکترود دایره ای درج شده است تا جلوی پیشانی (درست زیر انگشتان پا) و حرکت پاشنه را تشخیص دهد. ب نمایش شماتیک از هر مرحله از مراحل فردی در روند پیاده روی: فرود پاشنه ، زمین ، تماس با انگشتان پا و بالابر پا. سیگنال های خروجی ولتاژ C در پاسخ به هر قسمت از مرحله راه رفتن برای تجزیه و تحلیل راه رفتن و سیگنال های الکتریکی تقویت شده D مرتبط با هر مرحله از راه رفتن. E شماتیک یک سنسور فشار کامل بافت با آرایه ای از 12 سلول پیکسل مستطیل با خطوط رسانا با طرح برای تشخیص سیگنال های فردی از هر پیکسل. F نقشه سه بعدی سیگنال الکتریکی با فشار دادن انگشت بر روی هر پیکسل ایجاد می شود. G یک سیگنال الکتریکی فقط در پیکسل تحت فشار انگشت تشخیص داده می شود و هیچ سیگنال جانبی در سایر پیکسل ها ایجاد نمی شود و تأیید می کند که هیچ متقاطع وجود ندارد. © Kim ، DB ، Han ، J. ، Sung ، SM ، Kim ، MS ، Choi ، BK ، Park ، SJ ، Hong ، H. R et al. (2022)
در نتیجه ، این مطالعه یک سنسور فشار بافت بسیار حساس و پوشیدنی را نشان می دهد که شامل رشته های پیزوالکتریک نانوالیاف PVDF است. سنسورهای فشار تولید شده دارای طیف گسترده ای از نیروهای ورودی از 0.02 تا 694 نیوتن هستند.
پنجاه نازل در یک دستگاه نخ ریسی برقی نمونه اولیه استفاده شد و یک تشک مداوم از نانوالیاف با استفاده از یک نوار نقاله دسته ای بر اساس میله های مس تولید شد. تحت فشرده سازی متناوب ، پارچه سجاف تولید شده 2/2 WEFT حساسیت 83 میلی ولت در سال را نشان داد ، که حدود 245 ٪ بیشتر از پارچه سجاف 1/1 است.
سنسورهای فشار تمام شده پیشنهادی با قرار دادن آنها در حرکات فیزیولوژیکی ، از جمله پیچاندن ، خم شدن ، فشردن ، دویدن و راه رفتن ، سیگنال های الکتریکی را کنترل می کنند. علاوه بر این ، این سنجهای فشار پارچه از نظر دوام قابل مقایسه با پارچه های معمولی هستند و تقریباً 81.3 ٪ از عملکرد اصلی آنها را حتی پس از 5 شستشوی استاندارد حفظ می کنند. علاوه بر این ، سنسور بافت تولید شده با تولید سیگنال های الکتریکی بر اساس بخش های مداوم پیاده روی یک شخص در سیستم مراقبت های بهداشتی مؤثر است.
Kim ، DB ، Han ، J. ، Sung ، SM ، Kim ، MS ، Choi ، BK ، Park ، SJ ، Hong ، HR ، et al. (2022). سنسور فشار پیزوالکتریک پارچه ای بر اساس نانوالیاف فلوراید الکتروپون پلی وینیلیدن فلوراید با 50 نازل ، بسته به الگوی بافت. الکترونیک انعطاف پذیر NPJ. https://www.nature.com/articles/s41528-022-00203-6.
سلب مسئولیت: نظرات بیان شده در اینجا از نویسنده در ظرفیت شخصی وی است و لزوماً بازتاب نظرات Azom.com Limited T/A Azonetwork ، مالک و اپراتور این وب سایت نیست. این سلب مسئولیت بخشی از شرایط استفاده از این وب سایت است.
Bhavna Kaveti یک نویسنده علمی از حیدرآباد ، هند است. وی MSC و MD را از انستیتوی فناوری Vellore ، هند در اختیار دارد. در شیمی آلی و دارویی از دانشگاه گواناجواتو ، مکزیک. کار تحقیقاتی وی مربوط به توسعه و سنتز مولکول های فعال زیستی بر اساس هتروسیکل ها است و وی در سنتز چند مرحله ای و چند جزء تجربه دارد. وی در طی تحقیقات دکتری خود ، روی سنتز مولکولهای مختلف پپتیدومیمیک محدود و ذوب شده مبتنی بر هتروسیکل کار کرد که انتظار می رود پتانسیل عملکرد بیشتر فعالیت های بیولوژیکی را داشته باشد. وی هنگام نوشتن پایان نامه ها و مقالات تحقیق ، اشتیاق خود را به نوشتن و ارتباطات علمی بررسی کرد.
حفره ، بافنر. (11 اوت 2022). سنسور فشار کامل پارچه که برای نظارت بر سلامت پوشیدنی طراحی شده است. آزونو برگرفته از 21 اکتبر 2022 از https://www.azonano.com/news.aspx؟newsid=39544.
حفره ، بافنر. "یک سنسور فشار تمام بافت که برای نظارت بر سلامت پوشیدنی طراحی شده است". آزونو21 اکتبر 2022.21 اکتبر 2022.
حفره ، بافنر. "یک سنسور فشار تمام بافت که برای نظارت بر سلامت پوشیدنی طراحی شده است". آزونو https://www.azonano.com/news.aspx؟newsid=39544. (از 21 اکتبر 2022).
حفره ، بافنر. 2022. سنسور فشار تمام پارچه ای که برای نظارت بر سلامت پوشیدنی طراحی شده است. Azonano ، دسترسی به 21 اکتبر 2022 ، https://www.azonano.com/news.aspx؟newsid=39544.
در این مصاحبه ، آزونونو با استاد آندره نل در مورد یک مطالعه نوآورانه صحبت می کند که در آن درگیر است که توسعه نانوذرات "حباب شیشه ای" را توصیف می کند که می تواند به داروها کمک کند تا وارد سلولهای سرطانی لوزالمعده شوند.
در این مصاحبه ، Azonano با King Kong Lee با UC Berkeley در مورد فناوری برنده جایزه نوبل خود ، Tweezers نوری صحبت می کند.
در این مصاحبه ، ما با فناوری Skywater در مورد وضعیت صنعت نیمه هادی ، چگونگی کمک فناوری نانو به شکل گیری صنعت و مشارکت جدید آنها صحبت می کنیم.
Inoveno PE-550 بهترین فروش دستگاه الکتروپین/اسپری برای تولید مداوم نانوالیاف است.
ابزار نقشه برداری مقاومت ورق Advanced R54 R54 برای ویفرهای نیمه هادی و کامپوزیت.