Käytämme evästeitä parantaaksemme käyttökokemustasi.Jatkamalla tämän sivuston selaamista hyväksyt evästeiden käytön.Lisäinformaatio.
Puettavat paineanturit voivat auttaa seuraamaan ihmisten terveyttä ja toteuttamaan ihmisen ja tietokoneen vuorovaikutusta.Pyritään jatkuvasti luomaan paineantureita, joissa on universaali laiterakenne ja korkea herkkyys mekaaniselle rasitukselle.
Tutkimus: Kudoskuviosta riippuva tekstiilin pietsosähköinen paineanturi, joka perustuu sähkökehrättyihin polyvinylideenifluoridin nanokuituihin, 50 suuttimella.Kuvan luotto: African Studio/Shutterstock.com
Npj Flexible Electronics -lehdessä julkaistu artikkeli raportoi pietsosähköisten paineantureiden valmistamisesta kankaille, joissa käytetään polyeteenitereftalaatti (PET) loimilankoja ja polyvinylideenifluoridi (PVDF) kudelankoja.Kehitetyn paineanturin suorituskyky suhteessa kudoskuvioon perustuvaan painemittaukseen on havainnollistettu noin 2 metrin kangasasteikolla.
Tulokset osoittavat, että paineanturin, joka on optimoitu käyttämällä 2/2 canard -rakennetta, herkkyys on 245 % korkeampi kuin 1/1 canard -mallilla.Lisäksi optimoitujen kankaiden suorituskyvyn arvioimiseen käytettiin erilaisia ​​syötteitä, mukaan lukien taipuminen, puristaminen, rypistyminen, vääntyminen ja erilaiset ihmisen liikkeet.Tässä työssä kudospohjaisella paineanturilla, jossa on anturipikseliryhmä, on vakaat havaintoominaisuudet ja korkea herkkyys.
Riisi.1. PVDF-lankojen ja monitoimikankaiden valmistelu.Kaavio 50-suuttimen sähkökehräysprosessista, jota käytetään tuottamaan kohdistettuja PVDF-nanokuitumattoja, jossa kuparitangot asetetaan rinnakkain kuljetinhihnalle ja vaiheina valmistetaan kolme punottu rakennetta nelikerroksisista monofilamenttifilamenteista.b Kohdistettujen PVDF-kuitujen SEM-kuva ja halkaisijajakauma.c SEM-kuva nelikerroksisesta langasta.d Nelikerroksisen langan vetolujuus ja murtojännitys kierteen funktiona.e Nelikerroksisen langan 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 synnyttänyt monia uusia joustaviin paineantureihin perustuvia laitteita, joiden sovellukset elektroniikassa, teollisuudessa ja lääketieteessä kehittyvät nopeasti.
Pietsosähköisyys on sähkövaraus, joka syntyy materiaaliin, joka altistuu mekaaniselle rasitukselle.Pietsosähköisyys epäsymmetrisissä materiaaleissa mahdollistaa lineaarisen palautuvan suhteen mekaanisen jännityksen ja sähkövarauksen välillä.Siksi, kun pietsosähköisen materiaalin pala muuttuu fyysisesti, syntyy sähkövaraus ja päinvastoin.
Pietsosähköiset laitteet voivat käyttää ilmaista mekaanista lähdettä tarjotakseen vaihtoehtoisen virtalähteen elektronisille komponenteille, jotka kuluttavat vähän virtaa.Laitteen materiaalityyppi ja rakenne ovat keskeisiä parametreja sähkömekaaniseen kytkentään perustuvien kosketuslaitteiden valmistuksessa.Korkeajännitteisten epäorgaanisten materiaalien lisäksi puettavissa laitteissa on tutkittu myös mekaanisesti joustavia orgaanisia materiaaleja.
Sähkökehräysmenetelmillä nanokuiduiksi prosessoituja polymeerejä käytetään laajalti pietsosähköisinä energian varastointilaitteina.Pietsosähköiset polymeerinanokuidut helpottavat kangaspohjaisten suunnittelurakenteiden luomista puetettaviin sovelluksiin tarjoamalla mekaaniseen joustavuuteen perustuvaa sähkömekaanista tuotantoa erilaisissa ympäristöissä.
Tähän tarkoitukseen käytetään laajasti pietsosähköisiä polymeerejä, mukaan lukien PVDF ja sen johdannaiset, joilla on vahva pietsosähköisyys.Nämä PVDF-kuidut vedetään ja kehrätään kankaiksi pietsosähköisiin sovelluksiin, mukaan lukien anturit ja generaattorit.
Kuva 2. Suuripintaiset kudokset ja niiden fysikaaliset ominaisuudet.Valokuva suuresta 2/2 kuteen ripakuviosta, jonka koko on enintään 195 cm x 50 cm.b SEM-kuva 2/2 kudekuviosta, joka koostuu yhdestä PVDF-kuteesta, joka on limitetty kahdella PET-pohjalla.c Modulus ja jännitys murtokohdassa erilaisissa kankaissa, joissa on 1/1, 2/2 ja 3/3 kudereunat.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 perustuvia kangasgeneraattoreita rakennetaan peräkkäisellä 50-jetin sähkökehräysprosessilla, jossa 50 suuttimen käyttö mahdollistaa nanokuitumattojen valmistuksen pyörivällä hihnakuljetinhihnalla.PET-langasta luodaan erilaisia ​​kudosrakenteita, mukaan lukien 1/1 (tasainen), 2/2 ja 3/3 kuderiba.
Aiemmissa töissä on raportoitu kuparin käytöstä kuitujen kohdistamiseen kohdistettujen kuparilankojen muodossa kuidunkeräysrummuissa.Nykyinen työ koostuu kuitenkin rinnakkaisista kuparitankoista, jotka on sijoitettu 1,5 cm:n etäisyydelle toisistaan ​​kuljetinhihnalla, mikä auttaa kohdistamaan kehruurenkaita saapuvien varautuneiden kuitujen ja kuparikuituun kiinnitettyjen kuitujen pinnalla olevien varausten välisten sähköstaattisten vuorovaikutusten perusteella.
Toisin kuin aiemmin kuvatut kapasitiiviset tai pietsoresistiiviset anturit, tässä artikkelissa ehdotettu kudospaineanturi reagoi monenlaisiin syöttövoimiin 0,02 - 694 Newtonia.Lisäksi ehdotettu kankaan paineanturi säilytti 81,3 % alkuperäisestä tulostaan ​​viiden vakiopesun jälkeen, mikä osoittaa paineanturin kestävyyttä.
Lisäksi herkkyysarvot, jotka arvioivat jännite- ja virtatuloksia 1/1-, 2/2- ja 3/3-rivan neulokselle, osoittivat korkeaa jänniteherkkyyttä 83 ja 36 mV/N 2/2- ja 3/3-ripapaineelle.Kolme kudeanturia osoitti 245 % ja 50 % korkeamman herkkyyden näille paineantureille verrattuna 24 mV/N kudepaineanturiin 1/1.
Riisi.3. Täyskankaisen paineanturin laajennettu käyttö.Esimerkki pohjallisen paineanturista, joka on valmistettu 2/2 kuteen uurretusta kankaasta, joka on asetettu kahden pyöreän elektrodin alle jalan etuosan (hieman varpaiden alapuolella) ja kantapään liikkeen havaitsemiseksi.b Kaavamainen esitys kävelyprosessin yksittäisten vaiheiden kustakin vaiheesta: kantapään lasku, maadoitus, varpaiden kosketus ja jalkojen nosto.c Jännitteen lähtösignaalit vasteena askeleen jokaiseen osaan askelanalyysiä varten ja d Vahvistetut sähköiset signaalit, jotka liittyvät askeleen jokaiseen vaiheeseen.e Kaavio täydellisestä kudospaineanturista, jossa on jopa 12 suorakaiteen muotoista pikselisolua, joissa johtavat viivat on kuvioitu havaitsemaan yksittäiset signaalit kustakin pikselistä.f 3D-kartta sähköisestä signaalista, joka syntyy painamalla sormea ​​jokaista pikseliä.g Sähköinen signaali havaitaan vain sormella painetussa pikselissä, eikä muissa pikseleissä synny sivusignaalia, mikä vahvistaa, että ylikuulumista ei 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 kuluvan kudospaineanturin, joka sisältää PVDF-nanokuituisia pietsosähköisiä filamentteja.Valmistetuilla paineantureilla on laaja syöttövoimaalue 0,02 - 694 Newtonia.
Yhdessä prototyypissä sähkökehruukoneessa käytettiin viittäkymmentä suutinta, ja kuparitankoihin perustuvalla eräkuljettimella valmistettiin jatkuva nanokuitumatto.Jaksottaisessa puristuksessa valmistetun 2/2 kudehelmakankaan herkkyys oli 83 mV/N, mikä on noin 245 % korkeampi kuin 1/1 kudehelmakangas.
Ehdotetut täyskudotut paineanturit valvovat sähköisiä signaaleja altistamalla ne fysiologisille liikkeille, mukaan lukien vääntyminen, taipuminen, puristaminen, juokseminen ja kävely.Lisäksi nämä kankaiden painemittarit ovat kestävyydeltään verrattavissa perinteisiin kankaisiin ja säilyttävät noin 81,3 % alkuperäisestä saantonsa jopa viiden vakiopesun jälkeen.Lisäksi valmistettu kudossensori on tehokas terveydenhuoltojärjestelmässä tuottamalla sähköisiä signaaleja, jotka perustuvat ihmisen kävelyn jatkuviin segmentteihin.
Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, HR jne.(2022).Kangas pietsosähköinen paineanturi, joka perustuu sähkökehrättyihin polyvinylideenifluoridin nanokuituihin, 50 suuttimella kudoskuvion mukaan.Joustava elektroniikka npj.https://www.nature.com/articles/s41528-022-00203-6.
Vastuuvapauslauseke: Tässä esitetyt näkemykset ovat kirjoittajan henkilökohtaisia ​​näkemyksiä, eivätkä välttämättä heijasta tämän verkkosivuston omistajan ja ylläpitäjän AZoM.com Limited T/A AZoNetworkin näkemyksiä.Tämä vastuuvapauslauseke on osa tämän verkkosivuston käyttöehtoja.
Bhavna Kaveti on tiedekirjailija Hyderabadista, Intiasta.Hän on koulutukseltaan MSc ja MD Vellore Institute of Technologysta, Intiasta.orgaanisen ja lääketieteellisen kemian alalta Guanajuaton yliopistosta, Meksikosta.Hänen tutkimustyönsä liittyy heterosykliin perustuvien bioaktiivisten molekyylien kehittämiseen ja synteesiin, ja hänellä on kokemusta monivaiheisesta ja monikomponenttisynteesistä.Väitöstutkimuksensa aikana hän työskenteli erilaisten heterosykliin perustuvien sitoutuneiden ja fuusioituneiden peptidomimeettisten molekyylien synteesin parissa, joilla odotetaan olevan potentiaalia edelleen funktionalisoida biologista aktiivisuutta.Väitöskirjoja ja tutkimuspapereita kirjoittaessaan hän tutki intohimoaan tieteelliseen kirjoittamiseen ja viestintään.
Cavity, Buffner.(11. elokuuta 2022).Täyskangaspaineanturi, joka on suunniteltu puettavan terveydentilan seurantaan.AZonano.Haettu 21. lokakuuta 2022 osoitteesta https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544.
Cavity, Buffner."Kaikkien kudosten paineanturi, joka on suunniteltu puettavan terveydentilan seurantaan".AZonano.21. lokakuuta 2022.21. lokakuuta 2022.
Cavity, Buffner."Kaikkien kudosten paineanturi, joka on suunniteltu puettavan terveydentilan seurantaan".AZonano.https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544.(21.10.2022 alkaen).
Cavity, Buffner.2022. Täyskankainen paineanturi, joka on suunniteltu puettavan terveydentilan 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 ja jossa kuvataan "lasikupla"-nanokantoaineen kehitystä, joka voi auttaa lääkkeitä pääsemään haiman syöpäsoluihin.
Tässä haastattelussa AZoNano keskustelee UC Berkeleyn King Kong Leen kanssa hänen Nobel-palkitusta teknologiastaan, optisista pinseteistä.
Tässä haastattelussa puhumme SkyWater Technologyn kanssa puolijohdeteollisuuden tilasta, siitä, kuinka nanoteknologia auttaa muokkaamaan alaa, ja heidän uudesta kumppanuudestaan.
Inoveno PE-550 on myydyin sähkökehräys/ruiskutuskone jatkuvaan nanokuitutuotantoon.
Filmetrics R54 Edistyksellinen levyresistanssikartoitustyökalu puolijohde- ja komposiittikiekkoille.