Χρησιμοποιούμε cookies για να βελτιώσουμε την εμπειρία σας. Συνεχίζοντας να περιηγείστε σε αυτόν τον ιστότοπο, συμφωνείτε με τη χρήση των cookies. Πρόσθετες πληροφορίες.
Οι αισθητήρες πίεσης μπορούν να βοηθήσουν στην παρακολούθηση της ανθρώπινης υγείας και να συνειδητοποιήσουν την αλληλεπίδραση του ανθρώπου-υπολογιστή. Οι προσπάθειες συνεχίζονται για τη δημιουργία αισθητήρων πίεσης με ένα καθολικό σχεδιασμό συσκευών και υψηλή ευαισθησία στη μηχανική τάση.
Μελέτη: Εξαρτώμενα από το πρότυπο υφασμάτινο μετατροπέα πιεζοηλεκτρικής πίεσης που βασίζεται σε νανοΐνες φθοριδίου πολυβινυλιδενίου πολυβινυλιδενίου με 50 ακροφύσια. Πιστωτική εικόνα: Αφρικανικό στούντιο/shutterstock.com
Ένα άρθρο που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό NPJ Flexible Electronics αναφέρει την κατασκευή των πιεζοηλεκτρικών μεταφορέων πίεσης για υφάσματα χρησιμοποιώντας νήματα υδατοκαλλιέργειας πολυαιθυλενίου τερτεφθαλικού (PET) και φθορίδη πολυβινυλιδενίου (PVDF). Η απόδοση του αναπτυγμένου αισθητήρα πίεσης σε σχέση με τη μέτρηση της πίεσης με βάση το πρότυπο ύφανσης αποδεικνύεται σε κλίμακα υφάσματος περίπου 2 μέτρων.
Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η ευαισθησία ενός αισθητήρα πίεσης που βελτιστοποιείται χρησιμοποιώντας το σχέδιο 2/2 CANARD είναι 245% υψηλότερη από αυτή του σχεδιασμού 1/1 CANARD. Επιπλέον, χρησιμοποιήθηκαν διάφορες εισροές για την αξιολόγηση της απόδοσης των βελτιστοποιημένων υφασμάτων, συμπεριλαμβανομένης της κάμψης, της συμπίεσης, της συρρίκνωσης, της συστροφής και των διαφόρων ανθρώπινων κινήσεων. Σε αυτό το έργο, ένας αισθητήρας πίεσης με βάση τον ιστό με μια συστοιχία εικονοστοιχείων αισθητήρα παρουσιάζει σταθερά αντιληπτικά χαρακτηριστικά και υψηλή ευαισθησία.
Ρύζι. 1. Προετοιμασία νημάτων PVDF και πολυλειτουργικά υφάσματα. Ένα διάγραμμα μιας διαδικασίας ηλεκτροσυσσωματώματος 50-nozze που χρησιμοποιείται για την παραγωγή ευθυγραμμισμένων στρώσεων νανοϊνών PVDF, όπου οι ράβδοι χαλκού τοποθετούνται παράλληλα σε έναν μεταφορικό ιμάντα και τα βήματα είναι να προετοιμάζουν τρεις πλεγμένες δομές από νιφάδες μονόφωνου τεσσάρων επιπέδων. B Εικόνα SEM και Διάμετρος Κατανομή ευθυγραμμισμένων ινών PVDF. C SEM Εικόνα ενός νήματος τεσσάρων πετρωμάτων. d αντοχή σε εφελκυσμό και στέλεχος σε διάλειμμα ενός νήματος τεσσάρων πετρωμάτων ως συνάρτηση της συστροφής. Ε-μοτίβο διάθλασης ακτίνων Χ ενός νήματος τεσσάρων πετρωμάτων που δείχνει την παρουσία φάσεων άλφα και βήτα. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, Η. R et αϊ. (2022)
Η ταχεία ανάπτυξη ευφυών ρομπότ και φορητέων ηλεκτρονικών συσκευών έχει δημιουργήσει πολλές νέες συσκευές που βασίζονται σε ευέλικτους αισθητήρες πίεσης και οι εφαρμογές τους στην ηλεκτρονική, τη βιομηχανία και την ιατρική αναπτύσσονται ταχέως.
Η πιεζοηλεκτρική ενέργεια είναι ένα ηλεκτρικό φορτίο που παράγεται σε ένα υλικό που υποβάλλεται σε μηχανική τάση. Η πιεζοηλεκτρική ενέργεια σε ασύμμετρη υλικά επιτρέπει μια γραμμική αναστρέψιμη σχέση μεταξύ μηχανικού στρες και ηλεκτρικού φορτίου. Επομένως, όταν ένα κομμάτι πιεζοηλεκτρικού υλικού παραμορφώνεται φυσικά, δημιουργείται ένα ηλεκτρικό φορτίο και αντίστροφα.
Οι πιεζοηλεκτρικές συσκευές μπορούν να χρησιμοποιήσουν μια ελεύθερη μηχανική πηγή για να παρέχουν μια εναλλακτική πηγή ενέργειας για ηλεκτρονικά εξαρτήματα που καταναλώνουν μικρή ισχύ. Ο τύπος του υλικού και της δομής της συσκευής είναι βασικές παράμετροι για την παραγωγή συσκευών αφής με βάση την ηλεκτρομηχανική σύζευξη. Εκτός από τα ανόργανα υλικά υψηλής τάσης, έχουν επίσης διερευνηθεί μηχανικά εύκαμπτα οργανικά υλικά σε φορητές συσκευές.
Τα πολυμερή που επεξεργάζονται σε νανοϊνές με μεθόδους ηλεκτροσυσσωμάτωσης χρησιμοποιούνται ευρέως ως συσκευές αποθήκευσης πιεζοηλεκτρικής ενέργειας. Οι πιεζοηλεκτρικές πολυμερές νανοΐνες διευκολύνουν τη δημιουργία δομών σχεδιασμού βασισμένων σε υφάσματα για φορητές εφαρμογές παρέχοντας ηλεκτρομηχανική παραγωγή βασισμένη στη μηχανική ελαστικότητα σε διάφορα περιβάλλοντα.
Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιούνται ευρέως πιεζοηλεκτρικά πολυμερή, συμπεριλαμβανομένου του PVDF και των παραγώγων του, τα οποία έχουν ισχυρή πιεζοηλεκτρική ενέργεια. Αυτές οι ίνες PVDF σχεδιάζονται και περιστρέφονται σε υφάσματα για πιεζοηλεκτρικές εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένων αισθητήρων και γεννήτριας.
Εικόνα 2. Μεγάλες περιοχές και φυσικές τους ιδιότητες. Φωτογραφία ενός μεγάλου μοτίβου 2/2 Weft Rib έως 195 cm x 50 cm. B Εικόνα SEM ενός μοτίβου 2/2 που αποτελείται από ένα Weft PVDF που διεισδύεται με δύο βάσεις κατοικίδιων ζώων. C συντελεστή και στέλεχος σε διάλειμμα σε διάφορα υφάσματα με ακμές 1/1, 2/2 και 3/3. d είναι η γωνία κρέμας που μετράται για το ύφασμα. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, Η. R et αϊ. (2022)
Στην παρούσα εργασία, οι γεννήτριες των υφασμάτων που βασίζονται σε νημάτια PVDF nanofiber κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας μια διαδοχική διαδικασία ηλεκτροσυσσωμάτωσης 50-JET, όπου η χρήση 50 ακροφυσίων διευκολύνει την παραγωγή πατρίδων νανοφόρου χρησιμοποιώντας έναν περιστρεφόμενο ιμάντα μεταφορικού ιμάντα. Διάφορες δομές ύφανσης δημιουργούνται χρησιμοποιώντας νήματα Pet, συμπεριλαμβανομένων 1/1 (απλών), 2/2 και 3/3 νευρώσεων.
Οι προηγούμενες εργασίες έχουν αναφέρει τη χρήση χαλκού για ευθυγράμμιση ινών με τη μορφή ευθυγραμμισμένων καλωδίων χαλκού σε τύμπανα συλλογής ινών. Ωστόσο, η τρέχουσα εργασία αποτελείται από παράλληλες ράβδους χαλκού που απέχουν σε απόσταση 1,5 cm σε έναν μεταφορικό ιμάντα για να ευθυγραμμιστούν τα spinnerets με βάση τις ηλεκτροστατικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ των εισερχόμενων φορτισμένων ινών και των φορτίων στην επιφάνεια των ινών που συνδέονται με τις ίνες χαλκού.
Σε αντίθεση με τους προηγουμένως περιγραφόμενους χωρητικούς ή πιεζοηλεκτρικούς αισθητήρες, ο αισθητήρας πίεσης ιστού που προτάθηκε σε αυτό το έγγραφο ανταποκρίνεται σε ένα ευρύ φάσμα δυνάμεων εισροών από 0,02 έως 694 Newton. Επιπλέον, ο προτεινόμενος αισθητήρας πίεσης υφάσματος διατήρησε το 81,3% της αρχικής εισόδου του μετά από πέντε τυποποιημένες πλύσεις, υποδεικνύοντας την ανθεκτικότητα του αισθητήρα πίεσης.
Επιπλέον, οι τιμές ευαισθησίας αξιολογούν την τάση και τα αποτελέσματα ρεύματος για την πίεση 1/1, 2/2 και 3/3, έδειξαν ευαισθησία υψηλής τάσης 83 και 36 mV/n έως 2/2 και 3/3. 3 Οι αισθητήρες υφαδιού κατέδειξαν 245% και 50% υψηλότερη ευαισθησία για αυτούς τους αισθητήρες πίεσης, αντίστοιχα, σε σύγκριση με τον αισθητήρα πίεσης Weft 24 MV/N 1/1.
Ρύζι. 3. Επεξηγμένη εφαρμογή του αισθητήρα πίεσης πλήρους κλίμακας. Ένα παράδειγμα ενός αισθητήρα πίεσης σόλας από 2/2 υφάσματα με ραβδώσεις που εισάγεται κάτω από δύο κυκλικά ηλεκτρόδια για να ανιχνεύσουν το μπροστινό μέρος (ακριβώς κάτω από τα δάχτυλα των ποδιών) και την κίνηση των τακουνιών. Β Σχηματική αναπαράσταση κάθε σταδίου των μεμονωμένων βημάτων στη διαδικασία πεζοπορίας: προσγείωση, γείωση, επαφή με τα πόδια και ανελκυστήρα ποδιών. C Σήματα εξόδου τάσης C σε απόκριση σε κάθε τμήμα του βήματος βάδισης για ανάλυση βάδισης και D ενισχυμένα ηλεκτρικά σήματα που σχετίζονται με κάθε φάση του βάδισης. e σχηματικό ενός αισθητήρα πίεσης πλήρους ιστού με μια σειρά έως και 12 ορθογώνια κύτταρα εικονοστοιχείων με αγώγιμες γραμμές που σχεδιάστηκαν για να ανιχνεύσουν μεμονωμένα σήματα από κάθε εικονοστοιχείο. F ενός 3D χάρτη του ηλεκτρικού σήματος που παράγεται πατώντας ένα δάχτυλο σε κάθε εικονοστοιχείο. g Ένα ηλεκτρικό σήμα ανιχνεύεται μόνο στο εικονοστοιχείο που έχει πιεσθεί με τα δάχτυλα και δεν παράγεται κανένα πλευρικό σήμα σε άλλα εικονοστοιχεία, επιβεβαιώνοντας ότι δεν υπάρχει διασταύρωση. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, Η. R et αϊ. (2022)
Συμπερασματικά, αυτή η μελέτη καταδεικνύει έναν εξαιρετικά ευαίσθητο και φορετό αισθητήρα πίεσης ιστού που ενσωματώνει πιεζοηλεκτρικά νήματα Nanofiber PVDF. Οι κατασκευασμένοι αισθητήρες πίεσης έχουν ένα ευρύ φάσμα δυνάμεων εισροών από 0,02 έως 694 Newton.
Χρησιμοποιήθηκαν πενήντα ακροφύσια σε ένα πρωτότυπο ηλεκτρικό περιστρεφόμενο μηχάνημα και δημιουργήθηκε ένα συνεχές στρώμα νανοϊνών χρησιμοποιώντας έναν μεταφορέα παρτίδας βασισμένο σε ράβδους χαλκού. Κάτω από τη διαλείπουσα συμπίεση, το κατασκευασμένο υφάσμα με υφαδιό 2/2, έδειξε ευαισθησία 83 mV/n, η ​​οποία είναι περίπου 245% υψηλότερη από το ύφασμα HEC 1/1.
Οι προτεινόμενοι αισθητήρες πίεσης όλων των υφασμάτων παρακολουθούν τα ηλεκτρικά σήματα, υποβάλλοντας τους σε φυσιολογικές κινήσεις, συμπεριλαμβανομένης της συστροφής, της κάμψης, της συμπίεσης, της λειτουργίας και του περπατήματος. Επιπλέον, αυτοί οι μετρητές πίεσης υφάσματος είναι συγκρίσιμοι με τα συμβατικά υφάσματα όσον αφορά την ανθεκτικότητα, διατηρώντας περίπου το 81,3% της αρχικής τους απόδοσης ακόμη και μετά από 5 τυποποιημένες πλύσεις. Επιπλέον, ο κατασκευασμένος αισθητήρας ιστών είναι αποτελεσματικός στο σύστημα υγειονομικής περίθαλψης δημιουργώντας ηλεκτρικά σήματα που βασίζονται σε συνεχή τμήματα του περπατήματος ενός ατόμου.
Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, HR, et αϊ. (2022). Αισθητήρας πιεζοηλεκτρικού υφάσματος βασισμένο σε νανοϊνές φθοριούχου πολυβινυλιδενίου ηλεκτροσπόρ με 50 ακροφύσια, ανάλογα με το πρότυπο ύφανσης. Flexible Electronics NPJ. https://www.nature.com/articles/s41528-022-00203-6.
Αποποίηση ευθυνών: Οι απόψεις που εκφράζονται εδώ είναι αυτές του συγγραφέα υπό την προσωπική του ιδιότητα και δεν αντικατοπτρίζουν απαραιτήτως τις απόψεις του Azom.com Limited T/A Azonetwork, του ιδιοκτήτη και του χειριστή αυτού του ιστότοπου. Αυτή η αποκήρυξη αποτελεί μέρος των Όρων Χρήσης αυτού του ιστότοπου.
Ο Bhavna Kaveti είναι συγγραφέας επιστήμης από το Hyderabad της Ινδίας. Κατέχει MSC και MD από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας Vellore, Ινδία. στην οργανική και φαρμακευτική χημεία από το Πανεπιστήμιο του Guanajuato του Μεξικού. Το ερευνητικό της έργο σχετίζεται με την ανάπτυξη και τη σύνθεση βιοδραστικών μορίων που βασίζονται σε ετεροκυκλικά και έχει εμπειρία σε σύνθεση πολλαπλών βημάτων και πολλαπλών συστατικών. Κατά τη διάρκεια της διδακτορικής έρευνας της, εργάστηκε στη σύνθεση διαφόρων δεσμευμένων και συντηγμένων πεπτινομιμικών μορίων που αναμένεται να έχουν τη δυνατότητα να λειτουργήσουν περαιτέρω τη βιολογική δραστηριότητα. Ενώ γράφει διατριβές και ερευνητικά έγγραφα, διερεύνησε το πάθος της για επιστημονική γραφή και επικοινωνία.
Κοιλότητα, buffner. (11 Αυγούστου 2022). Ο πλήρης αισθητήρας πίεσης υφάσματος που έχει σχεδιαστεί για παρακολούθηση της υγείας που φοριέται. Azonano. Ανακτήθηκε στις 21 Οκτωβρίου 2022 από https://www.azonano.com/news.aspx?newsid=39544.
Κοιλότητα, buffner. "Ένας αισθητήρας πίεσης όλων των ιστών που έχει σχεδιαστεί για παρακολούθηση της υγείας που φοριέται". Azonano.21 Οκτωβρίου 2022.21 Οκτωβρίου 2022.
Κοιλότητα, buffner. "Ένας αισθητήρας πίεσης όλων των ιστών που έχει σχεδιαστεί για παρακολούθηση της υγείας που φοριέται". Azonano. https://www.azonano.com/news.aspx?newsid=39544. (Από τις 21 Οκτωβρίου 2022).
Κοιλότητα, buffner. 2022. Ο αισθητήρας πίεσης όλων των σημείων που σχεδιάστηκε για παρακολούθηση της υγείας που φοριέται. Azonano, πρόσβαση στις 21 Οκτωβρίου 2022, https://www.azonano.com/news.aspx?newsid=39544.
Σε αυτή τη συνέντευξη, ο Azonano μιλάει με τον καθηγητή André Nel για μια καινοτόμο μελέτη που εμπλέκεται σε αυτό που περιγράφει την ανάπτυξη ενός νανο -νανο -νανο -νανοσωλήνας που μπορεί να βοηθήσει τα ναρκωτικά να εισέλθουν σε παγκρεατικά καρκινικά κύτταρα.
Σε αυτή τη συνέντευξη, ο Azonano μιλάει με τον βασιλιά Kong Lee του UC Berkeley για την τεχνολογία του βραβείου Νόμπελ, οπτικών τσιμπιδάκων.
Σε αυτή τη συνέντευξη, μιλάμε με την τεχνολογία Skywater για την κατάσταση της βιομηχανίας ημιαγωγών, πώς η νανοτεχνολογία συμβάλλει στη διαμόρφωση της βιομηχανίας και στη νέα τους συνεργασία.
Το Inoveno PE-550 είναι η καλύτερη μηχανή ηλεκτροσυσσωμάτωσης/ψεκασμού για τη συνεχή παραγωγή νανοϊνών.
Filmetrics R54 Εργαλείο χαρτογράφησης αντοχής προχωρημένου φύλλου για ημιαγωγούς και σύνθετες πλακές.