Користиме колачиња за да го подобриме вашето искуство. Со продолжување на прелистувањето на оваа страница, се согласувате со нашата употреба на колачиња. Дополнителни информации.
Носивите сензори за притисок можат да помогнат во следењето на здравјето на луѓето и да се реализира интеракцијата човек-компјутер. Во тек се напори за создавање сензори за притисок со универзален дизајн на уредот и висока чувствителност на механички стрес.
Студија: Пиезоелектричен предавател на притисок за текстил зависен од шемата на ткаење, базиран на електропредени поливинилиден флуоридни нановлакна со 50 млазници. Фотографија: African Studio/Shutterstock.com
Статија објавена во списанието npj Flexible Electronics известува за изработка на пиезоелектрични преобразувачи на притисок за ткаенини со употреба на полиетилен терефталат (PET) основни предива и поливинилиден флуорид (PVDF) ткаенини. Перформансите на развиениот сензор за притисок во однос на мерењето на притисокот врз основа на шемата на ткаење се демонстрирани на скала од ткаенина од приближно 2 метри.
Резултатите покажуваат дека чувствителноста на сензор за притисок оптимизиран со користење на дизајнот 2/2 canard е за 245% повисока од онаа на дизајнот 1/1 canard. Покрај тоа, различни влезни податоци беа користени за да се евалуираат перформансите на оптимизираните ткаенини, вклучувајќи свиткување, стискање, брчки, извртување и разни човечки движења. Во оваа работа, сензор за притисок базиран на ткиво со низа пиксели на сензорот покажува стабилни перцептивни карактеристики и висока чувствителност.
Ориз. 1. Подготовка на PVDF конци и мултифункционални ткаенини. a Дијаграм на процес на електропредење со 50 млазници што се користи за производство на порамнети подлоги од PVDF нановлакна, каде што бакарни прачки се поставени паралелно на транспортерска лента, а чекорите се да се подготват три плетени структури од четирислојни монофиламентни филаменти. b SEM слика и распределба на дијаметарот на порамнети PVDF влакна. c SEM слика на четирислојно предиво. d Јачина на истегнување и деформација при кинење на четирислојно предиво како функција на извиткување. e Шема на дифракција на Х-зраци на четирислојно предиво што покажува присуство на алфа и бета фази. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al. (2022)
Брзиот развој на интелигентни роботи и носливи електронски уреди доведе до појава на многу нови уреди базирани на флексибилни сензори за притисок, а нивната примена во електрониката, индустријата и медицината брзо се развива.
Пиезоелектричноста е електричен полнеж генериран на материјал кој е подложен на механички стрес. Пиезоелектричноста кај асиметричните материјали овозможува линеарна реверзибилна врска помеѓу механичкиот стрес и електричниот полнеж. Затоа, кога парче пиезоелектричен материјал е физички деформирано, се создава електричен полнеж и обратно.
Пиезоелектричните уреди можат да користат слободен механички извор за да обезбедат алтернативен извор на енергија за електронски компоненти кои трошат малку енергија. Видот на материјалот и структурата на уредот се клучни параметри за производство на уреди на допир базирани на електромеханичко спојување. Покрај високонапонските неоргански материјали, механички флексибилни органски материјали се истражени и во носивите уреди.
Полимерите преработени во нановлакна со методи на електропредење се широко користени како пиезоелектрични уреди за складирање на енергија. Пиезоелектричните полимерни нановлакна го олеснуваат создавањето на дизајни базирани на ткаенина за носиви апликации преку обезбедување електромеханичко генерирање врз основа на механичка еластичност во различни средини.
За таа цел, широко се користат пиезоелектрични полимери, вклучувајќи го PVDF и неговите деривати, кои имаат силна пиезоелектричност. Овие PVDF влакна се влечат и предат во ткаенини за пиезоелектрични апликации, вклучувајќи сензори и генератори.
Слика 2. Ткива со голема површина и нивните физички својства. Фотографија од голем образец на ребра од 2/2 тканина до 195 cm x 50 cm. b SEM слика од образец на тканина од 2/2 што се состои од едно PVDF тканино испреплетено со две PET основи. c Модул и деформација при кинење кај различни ткаенини со рабови на тканината од 1/1, 2/2 и 3/3. d е аголот на висење измерен за ткаенината. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al. (2022)
Во оваа работа, генератори на ткаенини базирани на PVDF филаменти од нановлаки се конструирани со помош на секвенцијален процес на електропредење со 50 млазници, каде што употребата на 50 млазници го олеснува производството на подлоги од нановлаки со помош на ротирачка лента за транспорт. Различни структури на ткаење се создаваат со помош на PET преѓа, вклучувајќи 1/1 (обични), 2/2 и 3/3 ребра на поткожното ткиво.
Претходните трудови покажаа употреба на бакар за усогласување на влакната во форма на усогласени бакарни жици на буриња за собирање влакна. Сепак, тековната работа се состои од паралелни бакарни прачки распоредени на растојание од 1,5 см на транспортерска лента за да се помогне во усогласувањето на спинеретите врз основа на електростатски интеракции помеѓу дојдовните наелектризирани влакна и полнежите на површината на влакната прикачени на бакарното влакно.
За разлика од претходно опишаните капацитивни или пиезорезистивни сензори, сензорот за притисок во ткивото предложен во овој труд реагира на широк опсег на влезни сили од 0,02 до 694 њутни. Покрај тоа, предложениот сензор за притисок во ткаенината задржал 81,3% од својот оригинален влез по пет стандардни перења, што укажува на издржливоста на сензорот за притисок.
Дополнително, вредностите на чувствителност што ги проценуваат резултатите од напонот и струјата за плетење на ребрата 1/1, 2/2 и 3/3 покажаа висока чувствителност на напон од 83 и 36 mV/N на притисок на ребрата 2/2 и 3/3. Сензорите за 3 ткаенини покажаа 245% и 50% поголема чувствителност за овие сензори за притисок, соодветно, во споредба со сензорот за притисок на ткаенината 1/1 од 24 mV/N.
Рајс. 3. Проширена примена на сензор за притисок од целосна ткаенина. a Пример за сензор за притисок на влошка направен од ребреста ткаенина од 2/2 ткаенини вметната под две кружни електроди за откривање на предниот дел од стапалото (веднаш под прстите) и движење на петата. b Шематски приказ на секоја фаза од поединечните чекори во процесот на одење: слетување со петата, заземјување, контакт со прстите и кревање на ногата. c Излезни сигнали на напон како одговор на секој дел од чекорот на одењето за анализа на одењето и d Засилени електрични сигнали поврзани со секоја фаза од одењето. e Шематски приказ на сензор за притисок од целосно ткиво со низа од до 12 правоаголни пикселни ќелии со спроводливи линии обликувани за откривање на поединечни сигнали од секој пиксел. f 3D мапа на електричниот сигнал генериран со притискање на прст на секој пиксел. g Електричен сигнал се детектира само во пикселот притиснат со прст, а во другите пиксели не се генерира страничен сигнал, што потврдува дека нема преслушување. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al. (2022)
Како заклучок, оваа студија демонстрира високо чувствителен и нослив сензор за притисок во ткивото кој вклучува пиезоелектрични филаменти од PVDF нанофибер. Произведените сензори за притисок имаат широк опсег на влезни сили од 0,02 до 694 њутни.
Педесет млазници беа употребени на еден прототип на електрична машина за предење, а континуирана подлога од нановлакна беше произведена со помош на сериски транспортер базиран на бакарни прачки. Под повремена компресија, произведената ткаенина за раб од 2/2 ткани покажа чувствителност од 83 mV/N, што е околу 245% повисока од ткаенината за раб од 1/1 ткани.
Предложените целосно ткаени сензори за притисок ги следат електричните сигнали со тоа што ги подложуваат на физиолошки движења, вклучувајќи извиткување, свиткување, стискање, трчање и одење. Покрај тоа, овие манометри за притисок на ткаенината се споредливи со конвенционалните ткаенини во однос на издржливоста, задржувајќи приближно 81,3% од нивната оригинална ефикасност дури и по 5 стандардни перења. Покрај тоа, произведениот сензор за ткиво е ефикасен во здравствениот систем со генерирање електрични сигнали врз основа на континуирани сегменти од одењето на една личност.
Ким, ДБ, Хан, Ј., Сунг, СМ, Ким, МС, Чои, БК, Парк, СЈ, Хонг, ХР, и др. (2022). Пиезоелектричен сензор за притисок за ткаенина базиран на електропредени поливинилиден флуоридни нановлакна со 50 млазници, во зависност од шемата на ткаење. Флексибилна електроника npj. https://www.nature.com/articles/s41528-022-00203-6.
Одрекување од одговорност: Ставовите изразени овде се ставови на авторот во негов личен капацитет и не ги одразуваат нужно ставовите на AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, сопственикот и операторот на оваа веб-страница. Ова одрекување од одговорност е дел од условите за користење на оваа веб-страница.
Бхавна Кавети е научен писател од Хајдерабад, Индија. Таа има магистерски и докторски студии по органска и медицинска хемија од Технолошкиот институт Велоре, Индија, од Универзитетот во Гуанахуато, Мексико. Нејзината истражувачка работа е поврзана со развојот и синтезата на биоактивни молекули базирани на хетероцикли, а има искуство во повеќестепена и повеќекомпонентна синтеза. За време на докторските студии, таа работеше на синтезата на разни врзани и споени пептидомиметички молекули базирани на хетероцикли за кои се очекува дека имаат потенцијал дополнително да ја функционализираат биолошката активност. Додека пишуваше дисертации и истражувачки трудови, таа ја истражуваше својата страст за научно пишување и комуникација.
Кавити, Бафнер. (11 август 2022 година). Целосно изработен сензор за притисок од ткаенина дизајниран за следење на здравјето на носивите уреди. AZonano. Преземено на 21 октомври 2022 година од https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544.
Кавити, Бафнер. „Сензор за притисок на целото ткиво дизајниран за носечко следење на здравјето“. AZonano.21 октомври 2022 година.21 октомври 2022 година.
Кавити, Бафнер. „Сензор за притисок од сите ткива дизајниран за носливо следење на здравјето“. AZonano. https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544. (Од 21 октомври 2022 година).
Кавити, Бафнер. 2022. Сензор за притисок од целосно платнена ткаенина дизајниран за следење на здравјето што може да се носи. AZoNano, пристапено на 21 октомври 2022 година, https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544.
Во ова интервју, AZoNano разговара со професорот Андре Нел за иновативна студија во која е вклучен, која го опишува развојот на наноносач од „стаклен меур“ што може да им помогне на лековите да навлезат во клетките на ракот на панкреасот.
Во ова интервју, AZoNano разговара со Кинг Конг Ли од Калифорнискиот универзитет во Беркли за неговата технологија, наградена со Нобелова награда, оптички пинцети.
Во ова интервју, разговараме со SkyWater Technology за состојбата на полупроводничката индустрија, како нанотехнологијата помага во обликувањето на индустријата и нивното ново партнерство.
Inoveno PE-550 е најпродаваната машина за електропредење/прскање за континуирано производство на нановлакна.
Filmetrics R54 Напредна алатка за мапирање на отпорност на листови за полупроводнички и композитни плочки.