Mes naudojame slapukus, kad pagerintume jūsų patirtį.Toliau naršydami šioje svetainėje sutinkate su mūsų slapukų naudojimu.Papildoma informacija.
Nešiojami slėgio jutikliai gali padėti stebėti žmonių sveikatą ir realizuoti žmogaus ir kompiuterio sąveiką.Dedamos pastangos sukurti slėgio jutiklius su universalia prietaiso konstrukcija ir dideliu jautrumu mechaniniam įtempimui.
Tyrimas: Nuo pynimo modelio priklausomas tekstilės pjezoelektrinis slėgio keitiklis, pagrįstas elektroverptu polivinilidenfluorido nanopluoštu su 50 antgalių.Vaizdo kreditas: African Studio / Shutterstock.com
Straipsnyje, paskelbtame žurnale npj Flexible Electronics, rašoma apie pjezoelektrinių slėgio keitiklių gamybą audiniams naudojant polietileno tereftalato (PET) metmenų siūlus ir polivinilideno fluorido (PVDF) ataudų siūlus.Sukurto slėgio jutiklio veikimas, susijęs su slėgio matavimu pagal pynimo modelį, parodytas maždaug 2 metrų audinio skalėje.
Rezultatai rodo, kad slėgio jutiklio, optimizuoto naudojant 2/2 skardos konstrukciją, jautrumas yra 245 % didesnis nei 1/1 stulpelio konstrukcijos.Be to, optimizuotų audinių veikimui įvertinti buvo naudojami įvairūs įvesties duomenys, įskaitant lenkimą, suspaudimą, raukšlėjimąsi, sukimąsi ir įvairius žmogaus judesius.Šiame darbe audinių slėgio jutiklis su jutiklio pikselių matrica pasižymi stabiliomis suvokimo savybėmis ir dideliu jautrumu.
Ryžiai.1. PVDF siūlų ir daugiafunkcinių audinių paruošimas.50 purkštukų elektroverpimo proceso, naudojamo gaminant išlygintus PVDF nanopluošto kilimėlius, diagrama, kai variniai strypai lygiagrečiai dedami ant konvejerio juostos, o etapai yra paruošti tris pintas struktūras iš keturių sluoksnių monofilamentinių siūlų.b SEM vaizdas ir išlygintų PVDF skaidulų skersmens pasiskirstymas.c Keturių sluoksnių verpalų SEM vaizdas.d Keturių sluoksnių verpalų tempiamasis stipris ir deformacija trūkimo metu kaip sukimo funkcija.e Keturių sluoksnių verpalų rentgeno spindulių difrakcijos modelis, rodantis alfa ir beta fazių buvimą.© Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R ir kt.(2022 m.)
Sparčiai plėtojant išmaniuosius robotus ir nešiojamus elektroninius prietaisus atsirado daug naujų įrenginių, pagrįstų lanksčiais slėgio jutikliais, o jų pritaikymas elektronikoje, pramonėje ir medicinoje sparčiai vystosi.
Pjezoelektra yra elektros krūvis, susidarantis ant medžiagos, kuri yra veikiama mechaninio įtempimo.Pjezoelektra asimetrinėse medžiagose leidžia sukurti linijinį grįžtamąjį ryšį tarp mechaninio įtempio ir elektros krūvio.Todėl fiziškai deformuojant pjezoelektrinės medžiagos gabalėlį susidaro elektros krūvis ir atvirkščiai.
Pjezoelektriniai įrenginiai gali naudoti nemokamą mechaninį šaltinį, kad būtų alternatyvus maitinimo šaltinis elektroniniams komponentams, kurie sunaudoja mažai energijos.Medžiagos tipas ir įrenginio struktūra yra pagrindiniai parametrai gaminant jutiklinius prietaisus, pagrįstus elektromechanine jungtimi.Be aukštos įtampos neorganinių medžiagų, nešiojamuose prietaisuose taip pat buvo ištirtos mechaniškai lanksčios organinės medžiagos.
Polimerai, perdirbti į nanopluoštus elektroverpimo metodais, plačiai naudojami kaip pjezoelektrinės energijos kaupimo įrenginiai.Pjezoelektriniai polimero nanopluoštai palengvina audinių dizaino konstrukcijų kūrimą, skirtą nešiojamam naudojimui, užtikrindami elektromechaninį generavimą, pagrįstą mechaniniu elastingumu įvairiose aplinkose.
Šiuo tikslu plačiai naudojami pjezoelektriniai polimerai, įskaitant PVDF ir jo darinius, kurie turi stiprią pjezoelektrą.Šie PVDF pluoštai traukiami ir susukami į audinius, skirtus pjezoelektrinėms reikmėms, įskaitant jutiklius ir generatorius.
2 pav. Didelio ploto audiniai ir jų fizinės savybės.Nuotrauka su dideliu 2/2 ataudų šonkaulių modelio iki 195 cm x 50 cm.b SEM vaizdas iš 2/2 ataudų modelio, sudaryto iš vieno PVDF ataudų, susipynusio su dviem PET bazėmis.c Modulis ir įtempimas trūkimo metu įvairiuose audiniuose su 1/1, 2/2 ir 3/3 ataudų kraštais.d yra audinio pakabinimo kampas.© Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R ir kt.(2022 m.)
Šiame darbe audinių generatoriai, kurių pagrindą sudaro PVDF nanopluošto gijos, yra sukonstruoti naudojant nuoseklų 50 čiurkšlių elektros verpimo procesą, kur naudojant 50 purkštukų, nanopluošto kilimėlių gamyba palengvinama naudojant besisukantį juostinį konvejerio juostą.Naudojant PET verpalus kuriamos įvairios pynimo struktūros, įskaitant 1/1 (paprastų), 2/2 ir 3/3 ataudų briaunų.
Ankstesniame darbe buvo pranešta apie vario naudojimą pluošto išlygiavimui išlygiuotų varinių laidų pavidalu ant pluošto surinkimo būgnų.Tačiau dabartinis darbas susideda iš lygiagrečių varinių strypų, išdėstytų 1,5 cm atstumu vienas nuo kito ant konvejerio juostos, kad padėtų išlyginti suktukus pagal elektrostatinę sąveiką tarp gaunamų įkrautų pluoštų ir krūvių, esančių prie vario pluošto pritvirtintų pluoštų paviršiuje.
Skirtingai nuo anksčiau aprašytų talpinių arba pjezorezistinių jutiklių, šiame darbe siūlomas audinių slėgio jutiklis reaguoja į platų įvesties jėgų diapazoną nuo 0, 02 iki 694 niutonų.Be to, siūlomas audinio slėgio jutiklis po penkių standartinių skalbimų išlaikė 81,3% pradinės įvesties, o tai rodo slėgio jutiklio patvarumą.
Be to, jautrumo vertės, įvertinančios įtampos ir srovės rezultatus mezgant 1/1, 2/2 ir 3/3 šonkaulių, parodė aukštą 83 ir 36 mV/N įtampos jautrumą 2/2 ir 3/3 šonkaulių slėgiui.3 ataudų jutikliai parodė 245% ir 50% didesnį šių slėgio jutiklių jautrumą, palyginti su 24 mV/N ataudų slėgio jutikliu 1/1.
Ryžiai.3. Išplėstas viso audinio slėgio jutiklio pritaikymas.a Vidpadžio slėgio jutiklio, pagaminto iš 2/2 ataudų briaunoto audinio, įdėto po dviem apskritais elektrodais, kad būtų galima aptikti pėdos priekinę dalį (tiesiai po pirštais) ir kulno judėjimą, pavyzdys.b Scheminis kiekvieno ėjimo proceso atskirų žingsnių etapo vaizdas: nusileidimas į kulną, įžeminimas, pirštų kontaktas ir kojų pakėlimas.c Įtampos išvesties signalai, reaguojantys į kiekvieną eisenos žingsnio dalį eisenos analizei ir d Sustiprinti elektriniai signalai, susieti su kiekviena eisenos faze.e Viso audinio slėgio jutiklio schema su iki 12 stačiakampių pikselių elementų su laidžiomis linijomis, sukurtomis aptikti atskirus signalus iš kiekvieno pikselio.f 3D elektrinio signalo žemėlapis, generuojamas paspaudus pirštą ant kiekvieno pikselio.g Elektrinis signalas aptinkamas tik pirštu paspaustame pikselyje, o kituose pikseliuose negeneruojamas joks šoninis signalas, patvirtinantis, kad nėra skersinio perkalbėjimo.© Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R ir kt.(2022 m.)
Apibendrinant, šis tyrimas demonstruoja labai jautrų ir nešiojamą audinių slėgio jutiklį, kuriame yra PVDF nanopluošto pjezoelektrinės gijos.Pagaminti slėgio jutikliai turi platų įvesties jėgų diapazoną nuo 0,02 iki 694 niutonų.
Viename prototipiniame elektriniame verpimo staklėse buvo panaudota 50 purkštukų, o ištisinis nanopluošto kilimėlis buvo pagamintas naudojant partijos konvejerį varinių strypų pagrindu.Su pertraukiamu suspaudimu pagaminto 2/2 ataudinio apvado audinio jautrumas buvo 83 mV/N, o tai yra maždaug 245 % didesnis nei 1/1 ataudų apvado audinio.
Siūlomi viso audinio slėgio jutikliai stebi elektrinius signalus, paveikdami juos fiziologiniais judesiais, įskaitant sukimąsi, lenkimą, spaudimą, bėgimą ir ėjimą.Be to, šie audinių slėgio matuokliai yra panašūs į įprastus audinius pagal patvarumą, net ir po 5 standartinių skalbimų išlaiko maždaug 81,3 % pradinės išeigos.Be to, pagamintas audinių jutiklis yra veiksmingas sveikatos priežiūros sistemoje generuodamas elektrinius signalus pagal ištisinius žmogaus ėjimo segmentus.
Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, HR ir kt.(2022).Audinio pjezoelektrinis slėgio jutiklis, pagrįstas elektroverptu polivinilidenfluorido nanopluoštu su 50 antgalių, priklausomai nuo pynimo modelio.Lanksti elektronika npj.https://www.nature.com/articles/s41528-022-00203-6.
Atsakomybės apribojimas: čia išsakomos asmeninės autoriaus nuomonės ir nebūtinai atspindi AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, šios svetainės savininko ir operatoriaus, požiūrį.Šis atsisakymas yra šios svetainės naudojimo sąlygų dalis.
Bhavna Kaveti yra mokslo rašytoja iš Haidarabado, Indijos.Ji turi magistro ir MD iš Vellore technologijos instituto, Indijos.organinės ir medicininės chemijos iš Gvanachuato universiteto, Meksika.Jos mokslinis darbas susijęs su bioaktyvių molekulių heterociklų pagrindu kūrimu ir sinteze, turi patirties daugiapakopėje ir daugiakomponentėje sintezėje.Doktorantūros studijų metu ji dirbo prie įvairių heterociklų pagrindu susietų ir sulietų peptidomimetinių molekulių, kurios, kaip tikimasi, gali dar labiau funkcionalizuoti biologinį aktyvumą, sintezę.Rašydama disertacijas ir mokslinius darbus ji tyrinėjo savo aistrą moksliniam rašymui ir komunikacijai.
Ertmė, Buffner.(2022 m. rugpjūčio 11 d.).Viso audinio slėgio jutiklis, sukurtas nešiojamų audinių sveikatos stebėjimui.AZonano.Gauta 2022 m. spalio 21 d. iš https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544.
Ertmė, Buffner.„Visų audinių slėgio jutiklis, skirtas nešiojamam sveikatos stebėjimui“.AZonano.2022 m. spalio 21 d.2022 m. spalio 21 d.
Ertmė, Buffner.„Visų audinių slėgio jutiklis, skirtas nešiojamam sveikatos stebėjimui“.AZonano.https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544.(2022 m. spalio 21 d. duomenimis).
Ertmė, Buffner.2022. Viso audinio slėgio jutiklis, skirtas nešiojamam sveikatos stebėjimui.AZoNano, žiūrėta 2022 m. spalio 21 d., https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544.
Šiame interviu AZoNano kalbasi su profesoriumi André Nelu apie naujovišką tyrimą, kuriame jis dalyvauja ir kuriame aprašomas „stiklo burbulo“ nanonešiklio, kuris gali padėti vaistams patekti į kasos vėžio ląsteles, kūrimas.
Šiame interviu AZoNano kalbasi su UC Berkeley King Kong Lee apie jo Nobelio premijos laureatą technologiją – optinius pincetus.
Šiame interviu su „SkyWater Technology“ kalbamės apie puslaidininkių pramonės būklę, kaip nanotechnologijos padeda formuoti pramonę, ir apie jų naująją partnerystę.
Inoveno PE-550 yra geriausiai parduodama elektros verpimo / purškimo mašina, skirta nuolatiniam nanopluošto gamybai.
Filmetrics R54 Pažangus lakštų varžos kartografavimo įrankis puslaidininkinėms ir kompozicinėms plokštelėms.