Teie kogemuste parandamiseks kasutame küpsiseid. Jätkates selle saidi sirvimist, nõustute meie küpsiste kasutamisega. Lisateave.
Kannatavad rõhuandurid võivad aidata jälgida inimeste tervist ja realiseerida inimese-arvuti interaktsiooni. Jätkatakse jõupingutusi, et luua universaalse seadme disainiga rõhuandureid ja mehaanilise stressi suhtes kõrge tundlikkusega.
Uuring: Kudumise mustrist sõltuv tekstiil piesoelektriline rõhu muundur, mis põhineb 50 pihustiga elektripunist polüvinülideenfluoriidi nanokiud. Kujutise krediit: Aafrika stuudio/shutterstock.com
Ajakirjas NPJ Flexible Electronics avaldatud artikkel annab aru kangastele piesoelektriliste rõhumuundurite valmistamisest, kasutades polüetüleentereftalaadi (PET) lõimelõngaid ja polüvinülideenfluoriidi (PVDF) õrtseid. Arenenud rõhuanduri jõudlust seoses rõhu mõõtmisega, mis põhineb kudumismustril, on näidatud umbes 2 meetri suurusel riideskaalal.
Tulemused näitavad, et 2/2 kanardi kujunduse abil optimeeritud rõhuanduri tundlikkus on 245% kõrgem kui 1/1 kanardi kujundusel. Lisaks kasutati optimeeritud kanga jõudluse hindamiseks erinevaid sisendeid, sealhulgas painde, pigistamise, kortsude, keerdumise ja mitmesuguste inimliikumiste hindamiseks. Selles töös on anduri pikslimassiiviga kudedel põhineval rõhuanduril stabiilsed tajuomadused ja kõrge tundlikkus.
Riis. 1. PVDF -niitide ja multifunktsionaalsete kangaste ettevalmistamine. PVDF-nanokiudude joondatud mattide tootmiseks kasutatava 50-i-i-i-i-i-zuzle'i elektriprotsessi skeem, kus vaskvardad asetatakse paralleelselt konveierilindile, ja sammud on ette valmistada kolme punutud konstruktsiooni neljakihilistest monofilamentide filamentidest. B SEM pilt ja läbimõõduga joondatud PVDF -kiudude jaotus. C neljakihilise lõnga sem pilt. d tõmbetugevus ja pinge neljakihilise lõnga purunemisel keerdumise funktsioonina. Neljakihilise lõnga e röntgendifraktsiooni muster, mis näitab alfa- ja beetafaaside olemasolu. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, Hong, H. R et al. (2022)
Intelligentsete robotite ja kantavate elektroonikaseadmete kiire areng on andnud paljudele uutele seadmetele, mis põhinevad paindlikel rõhuanduritel, ning nende rakendused elektroonikas, tööstuses ja meditsiinis arenevad kiiresti.
Piesoelektrilisus on elektrilaeng, mis on tekkinud mehaanilise stressi korral. Piesoelektrilisus asümmeetrilistes materjalides võimaldab mehaanilise stressi ja elektrilaengu vahel lineaarset pöörduvat seost. Seetõttu, kui tükk piesoelektrilist materjali on füüsiliselt deformeerunud, luuakse elektriline laeng ja vastupidi.
Piesoelektrilised seadmed saavad kasutada tasuta mehaanilist allikat, et pakkuda alternatiivset toiteallikat elektrooniliste komponentide jaoks, mis tarbivad vähe energiat. Seadme materjali tüüp ja struktuur on elektromehaanilisel sidumisel põhinevate puuteseadmete tootmiseks võtmeparameetrid. Lisaks kõrge pingega anorgaanilistele materjalidele on kantavates seadmetes uuritud ka mehaaniliselt painduvaid orgaanilisi materjale.
Polümeerid, mida töödeldakse nanokiududeks elektropinnamismeetoditega, kasutatakse laialdaselt piesoelektriliste energia salvestusvahenditena. Piesoelektrilised polümeer nanokiud hõlbustavad kantavate rakenduste kangapõhiste projekteerimisstruktuuride loomist, pakkudes mehaanilisel elastsusel põhinevat elektromehaanilist genereerimist erinevates keskkondades.
Sel eesmärgil kasutatakse laialdaselt piesoelektrilisi polümeerisid, sealhulgas PVDF ja selle derivaadid, millel on tugev piesoelektrilisus. Need PVDF -kiud tõmmatakse ja keerutatakse piesoelektriliste rakenduste, sealhulgas andurite ja generaatorite jaoks kangasteks.
Joonis 2. Suured piirkonna kuded ja nende füüsilised omadused. Foto suurest 2/2 -koelisest ribimustrist kuni 195 cm x 50 cm. B SEM -pilt 2/2 koeläest, mis koosneb ühest PVDF -kodeist, mis on põimitud kahe lemmiklooma alusega. C moodul ja tüve purunemisel erinevates kangastes, millel on 1/1, 2/2 ja 3/3 koel servad. D on kanga jaoks mõõdetud rippuv nurk. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, Hong, H. R et al. (2022)
Käesolevas töös ehitatakse PVDF-i nanokiudfilamentidel põhinevad kangageneraatorid järjestikuse 50-realiseerimisprotsessi abil, kus 50 nööpi kasutamine hõlbustab nanokiudmattide tootmist, kasutades pöörlevat vöökonveieri vööd. PET -lõnga abil luuakse mitmesuguseid kudumisstruktuure, sealhulgas 1/1 (tavaline), 2/2 ja 3/3 koelõhu ribisid.
Varasem töö on teatanud vase kasutamisest kiudainete joondamisel joondatud vaskjuhtmete kujul kiu kogumise trummidel. Praegune töö koosneb aga paralleelsetest vaskvardadest, mis asuvad konveierilindil 1,5 cm kaugusel, et aidata vurretid joondada sissetulevate laetud kiudude ja laengute vahelise elektrostaatiliste interaktsioonide põhjal vaskkiude külge kinnitatud kiudude pinnale.
Erinevalt eelnevalt kirjeldatud mahtuvuslikest või piezoresistlikest anduritest reageerib käesolevas dokumendis pakutud koerõhuandur laias valikus sisendjõududele vahemikus 0,02 kuni 694 newtonit. Lisaks säilitas kavandatud kanga rõhuandur 81,3% oma algsest sisendist pärast viit standardset pesemist, mis näitab rõhuanduri vastupidavust.
Lisaks näitasid 1/1, 2/2 ja 3/3 ribi kudumise pinge ja voolutulemuste hindamise tundlikkuse väärtused kõrge pingetundlikkust 83 ja 36 mV/n kuni 2/2 ja 3/3 ribi rõhk. 3 Kolla andurid näitasid vastavalt nende rõhuandurite suhtes 245% ja 50% suuremat tundlikkust, võrreldes 24 mV/N koelõhu rõhuanduriga 1/1.
Riis. 3. Täiskaitse rõhuanduri laiendatud rakendamine. Näide sisetald rõhuandurist, mis on valmistatud kahe ümmarguse elektroodi alla 2/2 koelisest jootkangast, et tuvastada esijala (veidi varvaste all) ja kanna liikumine. B Kõndimisprotsessi üksikute sammude iga etapi skemaatiline esitus: kanna maandumine, maandus, varba kontakt ja jalgade tõstmine. C pinge väljundsignaalid vastusena kõnnaku analüüsi igale osale ja D võimendatud elektrisignaalidele, mis on seotud kõnnaku iga faasiga. E täieliku kudede rõhuanduri skeem, mille massiivi on kuni 12 ristkülikukujulist pikslirakku, mille juhtiv joon on mustriga, et tuvastada igast pikslist üksikute signaalide tuvastamiseks. f Elektrisignaali 3D -kaart, mis on genereeritud, vajutades sõrme igale pikslile. G Elektriline signaal tuvastatakse ainult sõrmepressioonis pikslis ja teistes pikslites ei genereerita külgsignaal, mis kinnitab, et risttaki puudub. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, Hong, H. R et al. (2022)
Kokkuvõtteks näitab see uuring väga tundlikku ja kantavat kudede rõhuandurit, mis sisaldab PVDF -i nanokiudu piesoelektrilisi hõõgniid. Toodetud rõhuanduritel on laias valikus sisendjõude vahemikus 0,02 kuni 694 Newtonit.
Ühel prototüübil elektrilise ketramismasina jaoks kasutati viiskümmend pihustit ja nanokiudude pidev matt valmistati vaskvardadel põhineva partiskonveieri abil. Vahelduva kokkusurumise korral näitas toodetud 2/2 koelõrna kangas tundlikkust 83 mV/n, mis on umbes 245% kõrgem kui 1/1 koelõrna kangast.
Kavandatud kõik kootud rõhuandurid jälgivad elektrilisi signaale, alistades need füsioloogilistele liikumistele, sealhulgas keerdumisele, painutamisele, pigistamisele, jooksmisele ja kõndimisele. Lisaks on need kanga rõhu gabariidid võrreldavad tavapäraste kangastega vastupidavuse osas, säilitades umbes 81,3% nende algsest saagist isegi pärast 5 standardset pesemist. Lisaks on toodetud koeandur efektiivne tervishoiusüsteemis, genereerides elektrilisi signaale, mis põhinevad inimese kõndimise pidevatel segmentidel.
Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, HR jt. (2022). Kanga piesoelektriline rõhuandur, mis põhineb elektripüüni polüvinülideenfluoriidi nanokiududel, millel on 50 pihustit, sõltuvalt kudumismustrist. Paindlik elektroonika NPJ. https://www.nature.com/articles/s41528-022-00203-6.
Kohustustest loobumine: siin väljendatud seisukohad on autori vaated tema isiklikus võimetes ega kajasta tingimata selle veebisaidi omanikku ja operaatorit Azom.com Limited T/A Azonetworki seisukohti. See loobumine on osa selle veebisaidi kasutustingimustest.
Bhavna Kaveti on teaduskirjanik Indiast Hyderabadist. Tal on MSC ja MD India Vellore Technology Institute'is. orgaanilise ja meditsiinilise keemia alal Mehhikos Guanajuato ülikoolis. Tema uurimistöö on seotud heterotsüklitel põhinevate bioaktiivsete molekulide väljatöötamisega ja sünteesiga ning tal on kogemusi mitmeastmelise ja mitmekomponendilise sünteesiga. Doktoriõppe käigus töötas ta mitmesuguste heterotsüklipõhiste ja sulatatud peptidomimeetiliste molekulide sünteesi kallal, millel on eeldatavasti potentsiaal bioloogilist aktiivsust veelgi funktsionaliseerida. Väitekirjade ja uurimistööde kirjutamise ajal uuris ta oma kirge teadusliku kirjutamise ja suhtlemise vastu.
Õõnsus, Buffner. (11. august 2022). Kangatava tervise jälgimiseks mõeldud kanga rõhuandur. Azonano. Välja otsitud 21. oktoobril 2022 saidilt https://www.azonano.com/news.aspx?newsid=39544.
Õõnsus, Buffner. „Konnüürtse rõhuandur, mis on mõeldud kantavaks terviseseireks”. Azonano.21. oktoober 2022.21. oktoober 2022.
Õõnsus, Buffner. „Konnüürtse rõhuandur, mis on mõeldud kantavaks terviseseireks”. Azonano. https://www.azonano.com/news.aspx?newsid=39544. (Alates 21. oktoobrist 2022).
Õõnsus, Buffner. 2022. Kõigi riiete rõhuandur, mis on mõeldud kantavaks terviseseireks. Azonano, juurdepääs 21. oktoobril 2022, https://www.azonano.com/news.aspx?newsid=39544.
Selles intervjuus vestleb Azonano professor André Neliga uuenduslikust uuringust, milles ta on kaasatud, mis kirjeldab „klaasist mulli” nanokardi arengut, mis võib aidata ravimitel siseneda pankrease vähirakku.
Selles intervjuus vestleb Azonano UC Berkeley King Kong Leega oma Nobeli auhinnaga võitnud tehnoloogiast, optilistest pintsettidest.
Selles intervjuus räägime Skywateri tehnoloogiaga pooljuhtide tööstusest, kuidas nanotehnoloogia aitab kujundada tööstust ja nende uut partnerlust.
Inoveno PE-550 on enimmüüdud elektriprints/pihustusmasin pidevaks nanokiudu tootmiseks.
FILMETRICS R54 Täiustatud lehttakistuse kaardistamise tööriist pooljuhtide ja komposiitvahvlite jaoks.