Käytämme evästeitä kokemuksen parantamiseksi. Jatkamalla tätä sivustoa selaa, hyväksyt evästeiden käytön. Lisätietoja.
Pudottavat paineanturit voivat auttaa seuraamaan ihmisten terveyttä ja ymmärtämään ihmisen ja tietokoneen vuorovaikutusta. Paineanturien luomiseksi on jatkettava ponnisteluja yleisen laitteen suunnittelulla ja korkea herkkyys mekaaniselle rasitukselle.
Tutkimus: Kudontamallista riippuvainen tekstiilipietsosähköinen painemutkin, joka perustuu sähköpuna -polyvinylideenifluoridin nanokuituihin 50 suuttimella. Kuvahyvitys: Afrikkalainen studio/Shutterstock.com
NPJ -lehdessä joustava elektroniikkaraportissa julkaistu artikkeli pietsosähköisten paineen muuntimien valmistuksesta kankaiden käyttämällä polyeteenitereftalaatti (PET) loimilankoja ja polyvinylideenin fluoridia (PVDF) Weft -lankoja. Kehitetyn paineanturin suorituskyky suhteessa paineen mittaukseen, joka perustuu kudontakuvioon, osoitetaan kangasasteikolla noin 2 metriä.
Tulokset osoittavat, että paine -anturin herkkyys, joka on optimoitu käyttämällä 2/2 Canard -suunnittelua, on 245% korkeampi kuin 1/1 Canard -suunnittelun. Lisäksi käytettiin erilaisia ​​tuloja optimoitujen kankaiden suorituskyvyn arvioimiseksi, mukaan lukien taivutus, puristus, ryppyjä, kiertämistä ja erilaisia ​​ihmisen liikkeitä. Tässä työssä kudospohjaisella paineanturilla, jolla on anturipikseliryhmä, on vakaat havainnolliset ominaisuudet ja korkea herkkyys.
Riisi. 1. Kaavio 50-suulakeprosessista, jota käytetään PVDF-nanokuitujen kohdistettujen mattojen tuottamiseen, joissa kuparitangot asetetaan rinnakkain kuljetinhihnalle ja vaiheet on valmistettava kolme punottua rakennetta nelikerroksisesta monofilamenttien filamenteista. B SEM -kuva ja kohdistettujen PVDF -kuitujen halkaisija. C SEM-kuva nelikerroksisesta langasta. D Vetolujuus ja venymä neljän kerroksen langan tauolla kierteen funktiona. E-röntgendiffraktiokuvio, joka osoittaa alfa- ja beetafaasien läsnäolon. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et ai. (2022)
Älykkäiden robottien ja puettavien elektronisten laitteiden nopea kehitys on saanut aikaan monia uusia laitteita, jotka perustuvat joustaviin paineantureihin, ja niiden sovellukset elektroniikassa, teollisuudessa ja lääketieteessä ovat nopeasti kehittymässä.
Pietsosähköisyys on sähkövaraus, joka on muodostettu materiaalille, jolle on altistettu mekaaninen jännitys. Pietsosähköisyys epäsymmetrisissä materiaaleissa mahdollistaa lineaarisen palautuvan suhteen mekaanisen jännityksen ja sähkövarauksen välillä. Siksi, kun pala pietsosähköistä materiaalia on fyysisesti muodonmuutos, luodaan sähkövaraus ja päinvastoin.
Pietsosähköiset laitteet voivat käyttää ilmaista mekaanista lähdettä vaihtoehtoisen virtalähteen aikaansaamiseksi elektronisille komponenteille, jotka kuluttavat vähän virtaa. Laitteen materiaalityyppi ja rakenne ovat avainparametreja kosketuslaitteiden tuottamiseksi sähkömekaanisen kytkennän perusteella. Korkean jännitteen epäorgaanisten materiaalien lisäksi mekaanisesti joustavia orgaanisia materiaaleja on tutkittu myös puettavissa laitteissa.
Nanokuituiksi jalostettuja polymeerejä sähköhoitomenetelmillä käytetään laajasti pietsosähköisinä energian varastointilaitteina. Pietsosähköiset polymeerinanokuidut helpottavat kangaspohjaisten suunnittelurakenteiden luomista puettavissa sovelluksissa tarjoamalla sähkömekaanista sukupolvea, joka perustuu mekaaniseen joustavuuteen monissa ympäristöissä.
Tätä tarkoitusta varten käytetään laajasti pietsosähköisiä polymeerejä, mukaan lukien PVDF ja sen johdannaiset, joilla on vahva pietsosähköisyys. Nämä PVDF -kuidut piirretään ja kehrätään kankaisiin pietsosähköisiin sovelluksiin, mukaan lukien anturit ja generaattorit.
Kuva 2. Suuret aluekudot ja niiden fysikaaliset ominaisuudet. Valokuva suuresta 2/2 Weft Rib -kuviosta 195 cm x 50 cm. B SEM -kuva 2/2 kudekuviosta, joka koostuu yhdestä PVDF -kuteesta, joka on lomitettu kahdella PET -emäksellä. C -moduuli ja kanta taukoa eri kankaissa 1/1, 2/2 ja 3/3 Weft -reunoilla. D on kankaalle mitattu ripustuskulma. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et ai. (2022)
Tässä työssä PVDF-nanokuitufilamentteihin perustuvat kangasgeneraattorit rakennetaan käyttämällä peräkkäistä 50-suihkuprosessia, jossa 50 suuttimen käyttö helpottaa nanokuitumattojen tuotantoa pyörivällä hihnakuljetinhihnalla. Erilaisia ​​kudontarakenteita luodaan PET -langalla, mukaan lukien 1/1 (tavallinen), 2/2 ja 3/3 Weft -kylkiluut.
Aikaisempi työ on ilmoittanut kuparin käytön kuitujen kohdistamiseen kohdistettujen kuparilankojen muodossa kuidun keräysrumpuissa. Nykyinen työ koostuu kuitenkin rinnakkaisista kuparitankoista, joiden välillä on 1,5 cm: n toisistaan ​​kuljetinhihnalla, jotta voidaan kohdistaa kehruut, jotka perustuvat sähköstaattisiin vuorovaikutuksiin tulevien varautuneiden kuidujen ja latauksien välillä kuitukuitua kiinnitettyjen kuitujen pinnalla.
Toisin kuin aiemmin kuvattu kapasitiiviset tai pietsoresisoivat anturit, tässä artikkelissa ehdotettu kudospaineanturi reagoi laajaan syöttövoiman alueeseen 0,02 - 694 newtonia. Lisäksi ehdotettu kangaspaine -anturi säilytti 81,3% alkuperäisestä tulostaan ​​viiden vakiopesun jälkeen, mikä osoittaa paineanturin kestävyyden.
Lisäksi herkkyysarvot, jotka arvioivat jännitteen ja virran tuloksia 1/1, 2/2 ja 3/3 kylkiluun neulosta, osoittivat suurta jännitteen herkkyyttä 83 ja 36 mV/n - 2/2 ja 3/3 kylkiluun paine. 3 kude -anturia osoittivat vastaavasti 245% ja 50% korkeamman herkkyyden verrattuna 24 mV/n kudepaineanturiin 1/1.
Riisi. 3. Koko kallion paineanturin laajennettu levitys. Esimerkki pohjallisen paineanturista, joka on valmistettu 2/2 kudekierrosta kankaasta, joka on asetettu kahden pyöreän elektrodin alle etujalan havaitsemiseksi (vain varpaiden alapuolella) ja kantapään liikkeelle. B Kaavamainen esitys kävelyprosessin yksittäisten vaiheiden jokaisesta vaiheesta: kantapää laskeutuminen, maadoitus, varvaskontakti ja jalkojen nostaminen. C Jännitteen lähtösignaalit vasteena jokaiselle kävelyvaiheelle kävelyanalyysiä varten ja D monistetut sähkösignaalit, jotka liittyvät jokaiseen kävelyn vaiheeseen. Kaavio täydellisestä kudospaineanturista, jonka joukko on jopa 12 suorakaiteen muotoista pikselisolua, joilla on johtavia linjoja, jotka on kuvioitu jokaisesta pikselistä yksittäisten signaalien havaitsemiseksi. F 3D -kartta sähköisestä signaalista, joka on luotu painamalla sormi jokaiselle pikselille. G Sähkösignaali havaitaan vain sormenpuristetussa pikselissä, eikä muissa pikselissä ole mitään sivusignaalia, mikä vahvistaa, ettei ylikuormitusta ole. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et ai. (2022)
Yhteenvetona voidaan todeta, että tämä tutkimus osoittaa erittäin herkän ja puettavan kudoksen paineanturin, joka sisältää PVDF -nanokuitupietsosähköiset filamentit. Valmistetuilla paineantureilla on laaja syöttövoimia 0,02 - 694 Newtonsia.
Yhdessä prototyyppissä käytettiin viisikymmentä suuttimia, ja nanokuitujen jatkuva matto tuotettiin käyttämällä kuparitankoihin perustuvaa eräkuljetinta. Ajoittaisen puristuksen aikana valmistetun 2/2 kuteen helmakangas osoitti herkkyyden 83 mV/N, mikä on noin 245% korkeampi kuin 1/1 kudetohin kangasta.
Ehdotetut kaikki kudotut paineanturit seuraavat sähköisiä signaaleja aloittamalla ne fysiologisiin liikkeisiin, mukaan lukien kiertyminen, taivutus, puristaminen, juokseminen ja kävely. Lisäksi nämä kangaspainemittarit ovat verrattavissa tavanomaisiin kankaisiin kestävyyden suhteen, pitäen noin 81,3% alkuperäisestä saannostaan ​​jopa viiden vakiopesun jälkeen. Lisäksi valmistettu kudosanturi on tehokas terveydenhuoltojärjestelmässä luomalla sähköisiä signaaleja, jotka perustuvat henkilön kävelyn jatkuviin segmentteihin.
Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, HR, et ai. (2022). Kankaan pietsosähköinen paine -anturi, joka perustuu sähköpuna -polyvinylideenifluoridnanokuituihin 50 suuttimella, kudoksen kuviosta riippuen. Joustava elektroniikka NPJ. https://www.nature.com/articles/s41528-022-00203-6.
Vastuuvapauslauseke: Tässä esitetyt näkemykset ovat kirjoittajan näkemyksiä hänen henkilökohtaisessa ominaisuudessaan eivätkä välttämättä heijasta Azom.com Limited T/A Azonetwork -näkymiä, tämän verkkosivuston omistajaa ja operaattoria. Tämä vastuuvapauslauseke on osa tämän verkkosivuston käyttöehtoja.
Bhavna Kavetti on tiedekirjailija Hyderabadista, Intiasta. Hänellä on MSC ja MD Vellore Institute of Technology, Intia. Orgaanisessa ja lääkekemiassa Guanajuato -yliopistosta, Meksiko. Hänen tutkimustyönsä liittyy heterosykleihin perustuvien bioaktiivisten molekyylien kehittämiseen ja synteesiin, ja hänellä on kokemusta monivaiheisesta ja monikomponenttisista synteesistä. Tohtoritutkimuksensa aikana hän työskenteli erilaisten heterosyklipohjaisten sitoutuneiden ja sulatetun peptidomimeettisten molekyylien synteesissä, joiden odotetaan olevan potentiaalia funktionaaloida biologista aktiivisuutta edelleen. Kirjoittaessaan väitöskirjoja ja tutkimuspapereita hän tutki intohimonsa tieteelliseen kirjoittamiseen ja viestintään.
Ontelo, Buffner. (11. elokuuta 2022). Täysi kangaspaine -anturi, joka on suunniteltu puettavaksi terveydenhuollon seurantaan. Azonano. Haettu 21. lokakuuta 2022 osoitteesta https://www.azonano.com/news.aspx?newsid=39544.
Ontelo, Buffner. ”Käsikästen painosanturi, joka on suunniteltu pukeutuvaan terveydenhuollon seurantaan". Azonano.21. lokakuuta 2022.21. lokakuuta 2022.
Ontelo, Buffner. ”Käsikästen painosanturi, joka on suunniteltu pukeutuvaan terveydenhuollon seurantaan". Azonano. https://www.azonano.com/news.aspx?newsid=39544. (21. lokakuuta 2022).
Ontelo, Buffner. 2022. All-Cloth -paineanturi, joka on suunniteltu puettavan terveyden seurantaan. Azonano, käytetty 21. lokakuuta 2022, https://www.azonano.com/news.aspx?newsid=39544.
Tässä haastattelussa Azonano puhuu professori André Nelin kanssa innovatiivisesta tutkimuksesta, jossa hän on mukana, jossa kuvataan ”lasikupla” -nanokanta, joka voi auttaa lääkkeitä pääsemään haimasyöpäsoluihin.
Tässä haastattelussa Azonano keskustelee UC Berkeleyn kuningas Kong Leen kanssa hänen Nobel-palkittujen tekniikoistaan, optisista pinsetteistä.
Tässä haastattelussa puhumme Skywater -tekniikan kanssa puolijohdeteollisuuden tilasta, kuinka nanoteknologia auttaa muokkaamaan teollisuutta ja heidän uutta kumppanuuttaan.
Inoveno PE-550 on myydyin sähköhoito-/ruiskutuskone jatkuvaan nanokuitutuotantoon.
Filmetrics R54 Advanced arkkivastuskartoitustyökalu puolijohde- ja komposiittikivoihin.