Користимо колачиће како бисмо побољшали ваше искуство. Наставком прегледања ове странице, пристајете на нашу употребу колачића. Додатне информације.
Носиви сензори притиска могу помоћи у праћењу људског здравља и остваривању интеракције између човека и рачунара. У току су напори да се створе сензори притиска са универзалним дизајном уређаја и високом осетљивошћу на механички стрес.
Студија: Текстилни пиезоелектрични претварач притиска зависан од узорка ткања, базиран на електропреденим поливинилиден флуоридним нановлакнима са 50 млазница. Извор слике: African Studio/Shutterstock.com
Чланак објављен у часопису npj Flexible Electronics извештава о изради пиезоелектричних претварача притиска за тканине коришћењем полиетилен терефталатних (PET) основних пређа и поливинилиден флуоридних (PVDF) потних пређа. Перформансе развијеног сензора притиска у односу на мерење притиска на основу обрасца ткања демонстриране су на размери тканине од приближно 2 метра.
Резултати показују да је осетљивост сензора притиска оптимизованог коришћењем дизајна „канард“ 2/2 245% већа од осетљивости дизајна „канард“ 1/1. Поред тога, коришћени су различити улазни подаци за процену перформанси оптимизованих тканина, укључујући савијање, стискање, наборање, увијање и различите људске покрете. У овом раду, сензор притиска заснован на ткиву са низом пиксела сензора показује стабилне перцептивне карактеристике и високу осетљивост.
Пиринач. 1. Припрема PVDF нити и мултифункционалних тканина. а Дијаграм процеса електропредења са 50 млазница који се користи за производњу поравнатих простирки од PVDF нановлакана, где се бакарне шипке постављају паралелно на транспортну траку, а кораци су припрема три плетене структуре од четворослојних монофиламентних филамената. б СЕМ слика и расподела пречника поравнатих PVDF влакана. ц СЕМ слика четворослојне пређе. д Затезна чврстоћа и напрезање при прекиду четворослојне пређе као функција увијања. е Рендгенски дифрактограм четворослојне пређе који показује присуство алфа и бета фаза. © Ким, ДБ, Хан, Ј., Сунг, СМ, Ким, МС, Чои, БК, Парк, СЈ, Хонг, Х. Р и др. (2022)
Брзи развој интелигентних робота и носивих електронских уређаја довео је до појаве многих нових уређаја заснованих на флексибилним сензорима притиска, а њихова примена у електроници, индустрији и медицини се брзо развија.
Пиезоелектричност је електрично наелектрисање генерисано на материјалу који је изложен механичком напрезању. Пиезоелектричност у асиметричним материјалима омогућава линеарни реверзибилни однос између механичког напрезања и електричног наелектрисања. Стога, када се комад пиезоелектричног материјала физички деформише, ствара се електрично наелектрисање и обрнуто.
Пиезоелектрични уређаји могу користити слободан механички извор како би обезбедили алтернативни извор напајања за електронске компоненте које троше мало енергије. Врста материјала и структура уређаја су кључни параметри за производњу додирних уређаја заснованих на електромеханичком спрезању. Поред неорганских материјала високог напона, механички флексибилни органски материјали су такође истражени у носивим уређајима.
Полимери прерађени у нановлакна методама електропредења се широко користе као пиезоелектрични уређаји за складиштење енергије. Пиезоелектрична полимерна нановлакна олакшавају стварање дизајнерских структура на бази тканине за ношење, обезбеђујући електромеханичку генерацију засновану на механичкој еластичности у различитим окружењима.
У ту сврху се широко користе пиезоелектрични полимери, укључујући PVDF и његове деривате, који имају јак пиезоелектричитет. Ова PVDF влакна се извлаче и пређу у тканине за пиезоелектричне примене, укључујући сензоре и генераторе.
Слика 2. Тканине велике површине и њихова физичка својства. Фотографија великог узорка ребара потке 2/2 димензија до 195 цм x 50 цм. б СЕМ слика узорка потке 2/2 који се састоји од једне PVDF потке испреплетене са две PET базе. ц Модул и напрезање при кидању у различитим тканинама са ивицама потке 1/1, 2/2 и 3/3. д је угао вешања измерен за тканину. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al. (2022)
У овом раду, генератори тканина засновани на PVDF нановлаканским филаментима конструисани су коришћењем секвенцијалног процеса електропредења са 50 млазница, где употреба 50 млазница олакшава производњу нановлаканских простирки помоћу ротирајуће транспортне траке. Различите структуре ткања креирају се коришћењем PET предива, укључујући 1/1 (равна), 2/2 и 3/3 поткова ребра.
У претходним радовима је објављена употреба бакра за поравнавање влакана у облику поравнатих бакарних жица на бубњевима за сакупљање влакана. Међутим, тренутни рад се састоји од паралелних бакарних шипки размакнутих 1,5 цм на транспортној траци како би се помогло у поравнавању млазница за предење на основу електростатичких интеракција између долазних наелектрисаних влакана и наелектрисања на површини влакана причвршћених за бакарна влакна.
За разлику од претходно описаних капацитивних или пиезорезистивних сензора, сензор притиска ткива предложен у овом раду реагује на широк опсег улазних сила од 0,02 до 694 Њутна. Поред тога, предложени сензор притиска тканине задржао је 81,3% свог оригиналног улазног сигнала након пет стандардних прања, што указује на издржљивост сензора притиска.
Поред тога, вредности осетљивости које процењују резултате напона и струје за плетење ребара 1/1, 2/2 и 3/3 показале су високу осетљивост напона од 83 и 36 mV/N на притисак 2/2 и 3/3 ребра. 3 сензора потке показала су 245% и 50% већу осетљивост за ове сензоре притиска, респективно, у поређењу са сензором притиска потке 1/1 од 24 mV/N.
Пиринач. 3. Проширена примена сензора притиска преко целог платна. а Пример сензора притиска улошка направљеног од 2/2 потке ребрасте тканине уметнутог испод две кружне електроде за детекцију покрета предњег дела стопала (одмах испод прстију) и пете. б Шематски приказ сваке фазе појединачних корака у процесу ходања: доскок пете, уземљење, контакт са прстима и подизање ноге. ц Излазни напонски сигнали као одговор на сваки део корака хода за анализу хода и д Појачани електрични сигнали повезани са сваком фазом хода. е Шематски приказ сензора притиска целог ткива са низом од до 12 правоугаоних ћелија пиксела са проводним линијама обликованим за детекцију појединачних сигнала из сваког пиксела. ф 3Д мапа електричног сигнала генерисаног притиском прста на сваки пиксел. г Електрични сигнал се детектује само у пикселу притиснутом прстом, а у другим пикселима се не генерише бочни сигнал, што потврђује да нема преслушавања. © Ким, ДБ, Хан, Ј., Сунг, СМ, Ким, МС, Чои, БК, Парк, СЈ, Хонг, Х. Р и др. (2022)
У закључку, ова студија демонстрира високо осетљив и носиви сензор притиска ткива који укључује PVDF нановлакана пиезоелектрична влакна. Произведени сензори притиска имају широк опсег улазних сила од 0,02 до 694 Њутна.
Педесет млазница је коришћено на једном прототипу електричне машине за предење, а континуирани слој нановлакана је произведен помоћу серијског транспортера на бази бакарних шипки. Под повременом компресијом, произведена тканина са 2/2 потком показала је осетљивост од 83 mV/N, што је око 245% више од тканине са 1/1 потком.
Предложени потпуно ткани сензори притиска прате електричне сигнале подвргавајући их физиолошким покретима, укључујући увијање, савијање, стискање, трчање и ходање. Поред тога, ови манометри за тканину су упоредиви са конвенционалним тканинама у погледу издржљивости, задржавајући приближно 81,3% своје оригиналне ивице чак и након 5 стандардних прања. Поред тога, произведени сензор ткива је ефикасан у систему здравствене заштите генерисањем електричних сигнала на основу континуираних сегмената ходања особе.
Ким, ДБ, Хан, Ј., Сунг, СМ, Ким, МС, Чои, БК, Парк, СЈ, Хонг, ХР и др. (2022). Сензор притиска од тканине, пиезоелектрични, базиран на електропреденим поливинилиден флуоридним нановлакнима са 50 млазница, у зависности од обрасца ткања. Флексибилна електроника npj. https://www.nature.com/articles/s41528-022-00203-6.
Одрицање од одговорности: Ставови изражени овде су ставови аутора у његовом личном својству и не одражавају нужно ставове AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, власника и оператера ове веб странице. Ово одрицање од одговорности је део услова коришћења ове веб странице.
Бхавна Кавети је научна ауторка из Хајдерабада, у Индији. Има звање магистра и доктора медицине са Технолошког института Велор у Индији. Дипломирала је органску и медицинску хемију на Универзитету у Гванахуату, у Мексику. Њен истраживачки рад је везан за развој и синтезу биоактивних молекула заснованих на хетероциклима, и има искуства у вишестепеној и вишекомпонентној синтези. Током докторског истраживања, радила је на синтези различитих везаних и фузионисаних пептидомиметичких молекула на бази хетероцикла за које се очекује да имају потенцијал да даље функционализују биолошку активност. Док је писала дисертације и истраживачке радове, истраживала је своју страст према научном писању и комуникацији.
Кавити, Бафнер. (11. август 2022). Сензор притиска у потпуности од тканине дизајниран за праћење здравља носивих уређаја. AZonano. Преузето 21. октобра 2022. са https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544.
Кавити, Бафнер. „Сензор притиска свих ткива дизајниран за праћење здравља које се носи“. AZonano.21. октобар 2022.21. октобар 2022.
Кавити, Бафнер. „Сензор притиска свих ткива дизајниран за праћење здравља које се носи“. AZonano. https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544. (Закључно са 21. октобром 2022).
Cavity, Buffner. 2022. Сензор притиска направљен од тканине, дизајниран за праћење здравља које се носи. AZoNano, приступљено 21. октобра 2022, https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544.
У овом интервјуу, AZoNano разговара са професором Андреом Нелом о иновативној студији у коју је укључен, а која описује развој наноносача „стакленог мехура“ који може помоћи лековима да уђу у ћелије рака панкреаса.
У овом интервјуу, AZoNano разговара са Кинг Конгом Лијем са Калифорнијског универзитета у Берклију о својој технологији, оптичким пинцетама, која је добила Нобелову награду.
У овом интервјуу, разговарамо са SkyWater Technology о стању полупроводничке индустрије, како нанотехнологија помаже у обликовању индустрије и њиховом новом партнерству.
Иновено ПЕ-550 је најпродаванија машина за електропредење/прскање за континуирану производњу нановлакана.
Filmetrics R54 Напредни алат за мапирање отпорности слојева за полупроводничке и композитне плочице.