Kasutame teie kasutuskogemuse parandamiseks küpsiseid.Selle saidi sirvimist jätkates nõustute küpsiste kasutamisega.Lisainformatsioon.
Kantavad rõhuandurid võivad aidata jälgida inimeste tervist ja realiseerida inimese ja arvuti suhtlust.Jätkuvad jõupingutused universaalse seadmedisaini ja kõrge mehaanilise koormuse suhtes tundlike rõhuandurite loomiseks.
Uuring: kudumismustrist sõltuv tekstiilist piesoelektriline rõhuandur, mis põhineb elektrokedratud polüvinülideenfluoriid-nanokiududel ja millel on 50 otsikut.Pildi krediit: African Studio / Shutterstock.com
Ajakirjas npj Flexible Electronics avaldatud artiklis kirjeldatakse piesoelektriliste rõhuandurite valmistamist kangastele, milles kasutatakse polüetüleentereftalaadist (PET) lõimelõngasid ja polüvinülideenfluoriidist (PVDF) koelõngasid.Väljatöötatud rõhuanduri jõudlust kudumismustril põhineva rõhu mõõtmise suhtes demonstreeritakse ligikaudu 2-meetrisel riideskaalal.
Tulemused näitavad, et 2/2 canard-disaini abil optimeeritud rõhuanduri tundlikkus on 245% kõrgem kui 1/1-kanadri disainil.Lisaks kasutati optimeeritud kangaste toimivuse hindamiseks erinevaid sisendeid, sealhulgas paindumist, pigistamist, kortsutamist, keerdumist ja erinevaid inimliigutusi.Selles töös on sensori pikslite massiiviga koepõhisel rõhuanduril stabiilsed tajuomadused ja kõrge tundlikkus.
Riis.1. PVDF niitide ja multifunktsionaalsete kangaste ettevalmistamine.PVDF-nanokiududest joondatud mattide tootmiseks kasutatava 50 düüsiga elektroketrusprotsessi skeem, kus vaskvardad asetatakse paralleelselt konveierilindile ja etapiks valmistatakse neljakihilistest monofilamentkiududest kolm põimitud struktuuri.b Joondatud PVDF-kiudude SEM-kujutis ja läbimõõdu jaotus.c SEM-kujutis neljakihilisest lõngast.d Neljakihilise lõnga tõmbetugevus ja pinge katkemisel keerdumise funktsioon.e Neljakihilise lõnga röntgendifraktsioonimuster, mis näitab alfa- ja beetafaaside olemasolu.© Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al.(2022)
Intelligentsete robotite ja kantavate elektroonikaseadmete kiire areng on toonud kaasa palju uusi painduvatel rõhuanduritel põhinevaid seadmeid ning nende rakendused elektroonikas, tööstuses ja meditsiinis arenevad kiiresti.
Piesoelektrilisus on elektrilaeng, mis tekib materjalil, mis on allutatud mehaanilisele pingele.Piesoelektrilisus asümmeetrilistes materjalides võimaldab lineaarset pöörduvat seost mehaanilise pinge ja elektrilaengu vahel.Seega, kui piesoelektrilise materjali tükk on füüsiliselt deformeerunud, tekib elektrilaeng ja vastupidi.
Piesoelektrilised seadmed saavad kasutada tasuta mehaanilist allikat, et pakkuda alternatiivset toiteallikat elektroonikakomponentidele, mis tarbivad vähe energiat.Seadme materjali tüüp ja struktuur on elektromehaanilisel sidumisel põhinevate puuteseadmete tootmise põhiparameetrid.Lisaks kõrgepingelistele anorgaanilistele materjalidele on kantavates seadmetes uuritud ka mehaaniliselt painduvaid orgaanilisi materjale.
Elektroketrusmeetodil nanokiududeks töödeldud polümeere kasutatakse laialdaselt piesoelektriliste energiasalvestusseadmetena.Piesoelektrilised polümeer-nanokiud hõlbustavad kangapõhiste disainistruktuuride loomist kantavate rakenduste jaoks, pakkudes elektromehaanilist genereerimist, mis põhineb mehaanilisel elastsusel erinevates keskkondades.
Sel eesmärgil kasutatakse laialdaselt piesoelektrilisi polümeere, sealhulgas PVDF-i ja selle derivaate, millel on tugev piesoelektrilisus.Need PVDF-kiud tõmmatakse ja kedratakse kangasteks piesoelektriliste rakenduste jaoks, sealhulgas andurid ja generaatorid.
Joonis 2. Suure pindalaga koed ja nende füüsikalised omadused.Foto suurest 2/2 koeribi mustrist kuni 195 cm x 50 cm.b SEM-kujutis 2/2 koemustrist, mis koosneb ühest PVDF-koest, mis on põimitud kahe PET-alusega.c Modulus ja pinge murdekohas erinevates 1/1, 2/2 ja 3/3 koeservadega kangastes.d on kanga jaoks mõõdetud rippumisnurk.© Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al.(2022)
Käesolevas töös on PVDF nanokiudfilamentidel põhinevad kangageneraatorid konstrueeritud järjestikuse 50 joaga elektriketruse protsessiga, kus 50 düüsi kasutamine hõlbustab nanokiudmattide tootmist kasutades pöörlevat lintkonveierlinti.PET-lõnga abil luuakse erinevaid koekonstruktsioone, sealhulgas 1/1 (tavaline), 2/2 ja 3/3 koeribi.
Varasemad tööd on teatanud vase kasutamisest kiudude joondamiseks joondatud vasktraatide kujul kiu kogumistrumlitel.Praegune töö koosneb aga paralleelsetest vaskvarrastest, mis on paigutatud konveierilindil üksteisest 1,5 cm kaugusele, et aidata tsentrifuugisid joondada sissetulevate laetud kiudude elektrostaatilise interaktsiooni ja vaskkiu külge kinnitatud kiudude pinnal olevate laengute vahel.
Erinevalt eelnevalt kirjeldatud mahtuvuslikest või piesoresistiivsetest anduritest reageerib selles artiklis välja pakutud kudede rõhuandur paljudele sisendjõududele vahemikus 0,02 kuni 694 njuutonit.Lisaks säilitas pakutud kanga rõhuandur pärast viit standardpesu 81,3% oma algsest sisendist, mis näitab rõhuanduri vastupidavust.
Lisaks näitasid tundlikkuse väärtused, mis hindasid pinge- ja voolutulemusi 1/1, 2/2 ja 3/3 sooniku kudumise puhul, kõrget pingetundlikkust 83 ja 36 mV/N kuni 2/2 ja 3/3 sooniku rõhu suhtes.3 koeandurit näitasid nende rõhuandurite puhul vastavalt 245% ja 50% kõrgemat tundlikkust võrreldes 24 mV/N koe rõhuanduriga 1/1.
Riis.3. Täisriidest rõhuanduri laiendatud rakendamine.a Näide sisetalla rõhuanduri kohta, mis on valmistatud 2/2 koelõngast, mis on sisestatud kahe ringikujulise elektroodi alla, et tuvastada jala esiosa (varvaste all) ja kanna liikumist.b Kõndimisprotsessi üksikute etappide skemaatiline esitus: kanna maandumine, maandamine, varba kontakt ja jalgade tõstmine.c Pinge väljundsignaalid vastuseks kõnnaku igale osale kõnnaku analüüsiks ja d võimendatud elektrilised signaalid, mis on seotud kõnnaku iga faasiga.e Täieliku koerõhuanduri skeem kuni 12 ristkülikukujulise piksliraku massiiviga, mille juhtivad jooned on kujundatud iga piksli üksikute signaalide tuvastamiseks.f 3D-kaart elektrisignaalist, mis genereeritakse sõrme vajutamisel igale pikslile.g Elektrisignaal tuvastatakse ainult sõrmega vajutatud pikslis ja teistes pikslites külgsignaali ei genereerita, mis kinnitab, et läbirääkimist ei toimu.© Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al.(2022)
Kokkuvõtteks võib öelda, et see uuring demonstreerib väga tundlikku ja kantavat kudede rõhuandurit, mis sisaldab PVDF-i nanokiust piesoelektrilisi filamente.Valmistatud rõhuanduritel on lai sisendjõudude vahemik 0,02 kuni 694 njuutonit.
Ühel elektrilise ketrusmasina prototüübil kasutati 50 otsikut ja vaskvarrastel põhineva partiikonveieri abil valmistati nanokiududest pidev matt.Vahelduva kokkusurumise korral näitas valmistatud 2/2 koeääre kanga tundlikkus 83 mV/N, mis on umbes 245% kõrgem kui 1/1 koelääre kangas.
Kavandatavad täiskootud rõhuandurid jälgivad elektrilisi signaale, allutades neile füsioloogilisi liigutusi, sealhulgas keerates, painutades, pigistades, jookstes ja kõndides.Lisaks on need kangamanomeetrid võrreldavad tavaliste kangastega oma vastupidavuse poolest, säilitades ligikaudu 81,3% esialgsest tootlikkusest isegi pärast 5 standardpesu.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).Kangast piesoelektriline rõhuandur, mis põhineb elektrokedratud polüvinülideenfluoriid-nanokiududel, 50 otsikuga, olenevalt kudumismustrist.Paindlik elektroonika npj.https://www.nature.com/articles/s41528-022-00203-6.
Kohustustest loobumine: siin väljendatud seisukohad on autori isiklikud seisukohad ja ei pruugi kajastada selle veebisaidi omaniku ja operaatori AZoM.com Limited T/A AZoNetwork seisukohti.See lahtiütlus on osa selle veebisaidi kasutustingimustest.
Bhavna Kaveti on Indiast Hyderabadist pärit teaduskirjanik.Tal on MSc ja MD Vellore Institute of Technology, India.orgaanilise ja meditsiinilise keemia erialal Guanajuato ülikoolist, Mehhikost.Tema teadustöö on seotud heterotsüklitel põhinevate bioaktiivsete molekulide väljatöötamise ja sünteesiga ning tal on kogemusi mitmeetapilise ja mitmekomponendilise sünteesi alal.Doktoritöö käigus töötas ta erinevate heterotsüklipõhiste seotud ja sulandatud peptidomimeetiliste molekulide sünteesiga, 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).Täiskangast rõhuandur, mis on loodud kantava tervise jälgimiseks.AZonano.Laaditi 21. oktoobril 2022 saidilt https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544.
Õõnsus, Buffner."Kõikide kudede rõhuandur, mis on loodud kantava tervise jälgimiseks".AZonano.21. oktoober 2022 .21. oktoober 2022 .
Õõnsus, Buffner."Kõikide kudede rõhuandur, mis on loodud kantava tervise jälgimiseks".AZonano.https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544.(21.10.2022 seisuga).
Õõnsus, Buffner.2022. Täisriidest rõhuandur, mis on mõeldud kantava tervise jälgimiseks.AZoNano, juurdepääs 21. oktoobril 2022, https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544.
Selles intervjuus räägib AZoNano professor André Neliga uuenduslikust uuringust, milles ta osaleb ja milles kirjeldatakse "klaasmulli" nanokandja väljatöötamist, mis võib aidata ravimitel pankrease vähirakkudesse siseneda.
Selles intervjuus räägib AZoNano UC Berkeley King Kong Leega tema Nobeli preemia võitnud tehnoloogiast, optilistest pintsetidest.
Selles intervjuus räägime SkyWater Technologyga pooljuhtide tööstuse olukorrast, sellest, kuidas nanotehnoloogia aitab tööstust kujundada, ja nende uuest partnerlusest.
Inoveno PE-550 on enimmüüdud elektroketrus-/pihustusmasin pidevaks nanokiudude tootmiseks.
Filmetrics R54 Täiustatud lehtede takistuse kaardistamise tööriist pooljuht- ja komposiitplaatide jaoks.