Մենք օգտագործում ենք թխուկներ՝ ձեր փորձը բարելավելու համար: Այս կայքում շարունակելով զննարկել՝ դուք համաձայնում եք մեր կողմից թխուկների օգտագործմանը: Լրացուցիչ տեղեկություններ:
Կրելի ճնշման սենսորները կարող են օգնել վերահսկել մարդու առողջությունը և իրականացնել մարդ-համակարգիչ փոխազդեցություն: Աշխատանքներ են տարվում ունիվերսալ սարքի դիզայնով և մեխանիկական լարվածության նկատմամբ բարձր զգայունությամբ ճնշման սենսորներ ստեղծելու ուղղությամբ:
Ուսումնասիրություն. Էլեկտրամշակված պոլիվինիլիդենֆտորային նանոթելերի վրա հիմնված հյուսվածքի նախշից կախված տեքստիլ պիեզոէլեկտրական ճնշման փոխարկիչ՝ 50 ծայրակալով: Պատկերի հեղինակային իրավունքը՝ African Studio/Shutterstock.com
«npj Flexible Electronics» ամսագրում հրապարակված հոդվածում խոսվում է պոլիէթիլեն տերեֆտալատ (PET) հիմքային թելերի և պոլիվինիլիդեն ֆտորիդային (PVDF) հյուսվածքային թելերի միջոցով գործվածքների համար պիեզոէլեկտրական ճնշման փոխակերպիչների արտադրության մասին: Մշակված ճնշման սենսորի աշխատանքը հյուսվածքի նախշի վրա հիմնված ճնշման չափման առումով ցուցադրվում է մոտավորապես 2 մետր կտորի մասշտաբով:
Արդյունքները ցույց են տալիս, որ 2/2 կանարդի դիզայնով օպտիմիզացված ճնշման սենսորի զգայունությունը 245%-ով ավելի բարձր է, քան 1/1 կանարդի դիզայնինը: Բացի այդ, օպտիմիզացված գործվածքների աշխատանքը գնահատելու համար օգտագործվել են տարբեր մուտքային տվյալներ, ներառյալ ծալումը, սեղմումը, կնճռոտումը, ոլորումը և մարդու տարբեր շարժումները: Այս աշխատանքում հյուսվածքի վրա հիմնված ճնշման սենսորը՝ սենսորային պիքսելային զանգվածով, ցուցաբերում է կայուն ընկալման բնութագրեր և բարձր զգայունություն:
Բրինձ։ 1. PVDF թելերի և բազմաֆունկցիոնալ գործվածքների պատրաստում։ ա. PVDF նանոմանրաթելերի դասավորված գորգեր ստանալու համար օգտագործվող 50 ծայրակալով էլեկտրոմանման գործընթացի դիագրամ, որտեղ պղնձե ձողերը զուգահեռաբար տեղադրվում են փոխադրիչ ժապավենի վրա, և քայլերն են չորս շերտանի մոնոմանրաթելային թելերից երեք հյուսված կառուցվածքների պատրաստումը։ բ. SEM պատկերը և դասավորված PVDF մանրաթելերի տրամագծի բաշխումը։ գ. Չորս շերտանի թելի SEM պատկերը։ դ. Չորս շերտանի թելի ձգման ամրությունը և լարվածությունը կտրման պահին՝ որպես պտույտի ֆունկցիա։ ե. Չորս շերտանի թելի ռենտգենյան դիֆրակցիոն պատկերը, որը ցույց է տալիս ալֆա և բետա փուլերի առկայությունը։ © Կիմ, Դ.Բ., Հան, Ջ., Սունգ, Ս.Մ., Կիմ, Մ.Ս., Չոյ, Բ.Կ., Պարկ, Ս.Ջ., Հոնգ, Հ. Ռ. և այլք (2022)
Ինտելեկտուալ ռոբոտների և կրելի էլեկտրոնային սարքերի արագ զարգացումը հանգեցրել է ճկուն ճնշման սենսորների վրա հիմնված բազմաթիվ նոր սարքերի ստեղծմանը, և դրանց կիրառությունը էլեկտրոնիկայում, արդյունաբերության և բժշկության մեջ արագ զարգանում է։
Պիեզոէլեկտրականությունը էլեկտրական լիցք է, որը առաջանում է մեխանիկական լարվածության ենթարկվող նյութի վրա: Ասիմետրիկ նյութերում պիեզոէլեկտրականությունը թույլ է տալիս գծային, շրջելի կապ մեխանիկական լարվածության և էլեկտրական լիցքի միջև: Հետևաբար, երբ պիեզոէլեկտրական նյութի մի կտոր ֆիզիկապես դեֆորմացվում է, առաջանում է էլեկտրական լիցք, և հակառակը:
Պիեզոէլեկտրական սարքերը կարող են օգտագործել ազատ մեխանիկական աղբյուր՝ էլեկտրոնային բաղադրիչների համար այլընտրանքային էներգիայի աղբյուր ապահովելու համար, որոնք քիչ էներգիա են սպառում: Սարքի նյութի տեսակը և կառուցվածքը էլեկտրամեխանիկական միացման վրա հիմնված սենսորային սարքերի արտադրության հիմնական պարամետրերն են: Բարձր լարման անօրգանական նյութերից բացի, կրելի սարքերում ուսումնասիրվել են նաև մեխանիկորեն ճկուն օրգանական նյութեր:
Էլեկտրասպինինգի մեթոդներով նանոմանրաթելերի մշակված պոլիմերները լայնորեն օգտագործվում են որպես պիեզոէլեկտրական էներգիայի կուտակման սարքեր: Պիեզոէլեկտրական պոլիմերային նանոնմանրաթելերը նպաստում են կրելի կիրառությունների համար գործվածքի վրա հիմնված նախագծային կառուցվածքների ստեղծմանը՝ ապահովելով էլեկտրամեխանիկական արտադրություն՝ հիմնված մեխանիկական առաձգականության վրա տարբեր միջավայրերում:
Այս նպատակով լայնորեն օգտագործվում են պիեզոէլեկտրական պոլիմերներ, այդ թվում՝ PVDF-ը և դրա ածանցյալները, որոնք ունեն ուժեղ պիեզոէլեկտրականություն: Այս PVDF մանրաթելերը ձգվում և մանվում են պիեզոէլեկտրական կիրառությունների համար նախատեսված գործվածքների մեջ, այդ թվում՝ սենսորների և գեներատորների:
Նկար 2. Մեծ մակերեսով հյուսվածքներ և դրանց ֆիզիկական հատկությունները: Մինչև 195 սմ x 50 սմ չափսի մեծ 2/2 հյուսվածքի կողային նախշի լուսանկար: բ 2/2 հյուսվածքի նախշի SEM պատկեր, որը բաղկացած է մեկ PVDF հյուսվածքից, որը միահյուսված է երկու PET հիմքերի հետ: գ Մոդուլը և ձգվածությունը կտրման պահին տարբեր գործվածքներում՝ 1/1, 2/2 և 3/3 հյուսվածքի եզրերով: d-ն գործվածքի համար չափված կախվածության անկյունն է: © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R և այլք (2022)
Ներկայիս աշխատանքում PVDF նանոմանրաթելային թելիկների վրա հիմնված գործվածքի գեներատորները կառուցվում են հաջորդական 50-շիթային էլեկտրոմանման գործընթացի միջոցով, որտեղ 50 ծայրակալների օգտագործումը հեշտացնում է նանոմիբրային գորգերի արտադրությունը՝ օգտագործելով պտտվող ժապավենային փոխադրիչ ժապավեն: PET թելի միջոցով ստեղծվում են տարբեր հյուսվածքային կառուցվածքներ, այդ թվում՝ 1/1 (սովորական), 2/2 և 3/3 հյուսվածքային կողիկներ:
Նախորդ աշխատանքները ներկայացրել են պղնձի օգտագործումը մանրաթելերի դասավորության համար՝ մանրաթելերի հավաքման տակառների վրա դասավորված պղնձե լարերի տեսքով: Այնուամենայնիվ, ներկայիս աշխատանքը բաղկացած է զուգահեռ պղնձե ձողերից, որոնք տեղադրված են 1.5 սմ հեռավորության վրա փոխադրիչ ժապավենի վրա՝ պտտվող ցանցերը դասավորելու համար՝ հիմնվելով մուտքային լիցքավորված մանրաթելերի և պղնձե մանրաթելին ամրացված մանրաթելերի մակերեսին գտնվող լիցքերի միջև էլեկտրաստատիկ փոխազդեցությունների վրա:
Ի տարբերություն նախկինում նկարագրված կոնդենսատիվ կամ պիեզոռեզիստիվ սենսորների, այս հոդվածում առաջարկվող հյուսվածքային ճնշման սենսորը արձագանքում է 0.02-ից մինչև 694 Նյուտոն մուտքային ուժերի լայն միջակայքին: Բացի այդ, առաջարկվող հյուսվածքային ճնշման սենսորը պահպանել է իր սկզբնական մուտքային ազդանշանի 81.3%-ը հինգ ստանդարտ լվացումներից հետո, ինչը վկայում է ճնշման սենսորի դիմացկունության մասին:
Բացի այդ, 1/1, 2/2 և 3/3 կողային հյուսվածքի լարման և հոսանքի արդյունքները գնահատող զգայունության արժեքները ցույց տվեցին 83 և 36 մՎ/Ն բարձր լարման զգայունություն 2/2 և 3/3 կողային ճնշման նկատմամբ: 3 հյուսվածքային սենսորները ցույց տվեցին համապատասխանաբար 245% և 50% ավելի բարձր զգայունություն այս ճնշման սենսորների համար՝ համեմատած 24 մՎ/Ն հյուսվածքային ճնշման 1/1 սենսորների հետ:
Ռայս։ 3. Լրիվ կտորից պատրաստված ճնշման սենսորի ընդլայնված կիրառումը։ ա) Կոշիկի ներբանի ճնշման սենսորի օրինակ, որը պատրաստված է 2/2 կտորից, կողային կտորից, որը տեղադրվում է երկու շրջանաձև էլեկտրոդների տակ՝ ոտնաթաթի առջևի մասը (մատների տակ) և կրունկի շարժումը հայտնաբերելու համար։ բ) Քայլելու գործընթացի առանձին քայլերի յուրաքանչյուր փուլի սխեմատիկ ներկայացումը՝ կրունկի վայրէջք, հողանցում, մատների շփում և ոտքի բարձրացում։ գ) Քայլվածքի քայլքի յուրաքանչյուր մասի արձագանքող լարման ելքային ազդանշաններ քայլվածքի վերլուծության համար և դ) Քայլվածքի յուրաքանչյուր փուլի հետ կապված ուժեղացված էլեկտրական ազդանշաններ։ ե) Լրիվ հյուսվածքից պատրաստված ճնշման սենսորի սխեմատիկ պատկեր՝ մինչև 12 ուղղանկյուն պիքսելային բջիջներից բաղկացած զանգվածով, որոնց յուրաքանչյուր պիքսելից առանձին ազդանշաններ հայտնաբերելու համար նախատեսված են հաղորդիչ գծեր։ զ) Յուրաքանչյուր պիքսելի վրա մատը սեղմելով առաջացած էլեկտրական ազդանշանի եռաչափ քարտեզ։ է) Էլեկտրական ազդանշանը հայտնաբերվում է միայն մատով սեղմված պիքսելում, և մյուս պիքսելներում կողմնակի ազդանշան չի առաջանում, ինչը հաստատում է, որ խաչաձև կապ չկա։ © Կիմ, Դ.Բ., Հան, Ջ., Սունգ, Ս.Մ., Կիմ, Մ.Ս., Չոյ, Բ.Կ., Պարկ, Ս.Ջ., Հոնգ, Հ. Ռ. և այլք։ (2022)
Ամփոփելով՝ այս ուսումնասիրությունը ցուցադրում է բարձր զգայունության և կրելի հյուսվածքային ճնշման սենսոր, որը ներառում է PVDF նանոմանրաթելային պիեզոէլեկտրական թելեր: Արտադրված ճնշման սենսորներն ունեն մուտքային ուժերի լայն դիապազոն՝ 0.02-ից մինչև 694 Նյուտոն:
Մեկ նախատիպային էլեկտրական մանող մեքենայի վրա օգտագործվել է հիսուն ծայրակալ, և նանոմանրաթելերի անընդհատ գորգ է արտադրվել պղնձե ձողերի վրա հիմնված խմբաքանակային փոխադրիչի միջոցով: Անընդհատ սեղմման դեպքում արտադրված 2/2-րդ ծայրային գործվածքը ցույց է տվել 83 մՎ/Ն զգայունություն, որը մոտ 245%-ով ավելի բարձր է, քան 1/1-րդ ծայրային գործվածքը:
Առաջարկվող ամբողջությամբ հյուսված ճնշման սենսորները վերահսկում են էլեկտրական ազդանշանները՝ դրանք ենթարկելով ֆիզիոլոգիական շարժումների, այդ թվում՝ ոլորման, ծռման, սեղմման, վազքի և քայլելու: Բացի այդ, այս գործվածքային ճնշման չափիչները համեմատելի են ավանդական գործվածքների հետ իրենց ամրության առումով՝ պահպանելով իրենց սկզբնական արդյունավետության մոտավորապես 81.3%-ը նույնիսկ 5 ստանդարտ լվացումից հետո: Բացի այդ, արտադրված հյուսվածքային սենսորը արդյունավետ է առողջապահական համակարգում՝ ստեղծելով էլեկտրական ազդանշաններ՝ հիմնված մարդու քայլքի անընդհատ հատվածների վրա:
Կիմ, Դ.Բ., Հան, Ջ., Սունգ, Ս.Մ., Կիմ, Մ.Ս., Չոյ, Բ.Կ., Պարկ, Ս.Ջ., Հոնգ, Հ.Ռ. և այլք (2022): Էլեկտրասպասարկված պոլիվինիլիդենային ֆտորիդային նանոթելերի վրա հիմնված գործվածքային պիեզոէլեկտրական ճնշման սենսոր՝ 50 ծայրակալով, կախված հյուսվածքի նախշից: Ճկուն էլեկտրոնիկայի npj. https://www.nature.com/articles/s41528-022-00203-6:
Հրաժարում պատասխանատվությունից. Այստեղ արտահայտված տեսակետները հեղինակինն են՝ որպես անձնական կարծիք, և պարտադիր չէ, որ արտացոլեն AZoM.com Limited T/A AZoNetwork-ի՝ այս կայքի սեփականատիրոջ և օպերատորի տեսակետները: Այս հրաժարումը կայքի օգտագործման պայմանների մաս է կազմում:
Բհավնա Կավետին գիտական ​​գրող է Հայդարաբադից, Հնդկաստան: Նա ունի մագիստրոսի և բժշկական գիտությունների դոկտորի աստիճաններ Վելլորի տեխնոլոգիական ինստիտուտից, Հնդկաստանից, Գուանախուատոյի համալսարանից, Մեքսիկա: Նրա հետազոտական ​​աշխատանքը վերաբերում է հետերոցիկլիկների վրա հիմնված կենսաակտիվ մոլեկուլների մշակմանը և սինթեզին, և նա փորձ ունի բազմափուլ և բազմաբաղադրիչ սինթեզի ոլորտում: Դոկտորական հետազոտության ընթացքում նա աշխատել է տարբեր հետերոցիկլիկների վրա հիմնված կապված և միաձուլված պեպտիդոմիմետիկ մոլեկուլների սինթեզի վրա, որոնք, ինչպես ենթադրվում է, ունեն կենսաբանական ակտիվությունը հետագա ֆունկցիոնալացնելու ներուժ: Դիսերտացիաներ և հետազոտական ​​աշխատանքներ գրելիս նա ուսումնասիրել է իր կիրքը գիտական ​​գրելու և հաղորդակցության նկատմամբ:
Քեյվիթի, Բաֆներ։ (Օգոստոսի 11, 2022)։ Լիարժեք գործվածքային ճնշման սենսոր, որը նախատեսված է կրելի առողջության մոնիթորինգի համար։ AZonano։ Վերցված է 2022 թվականի հոկտեմբերի 21-ին՝ https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544 կայքից։
Խոռոչ, Բաֆներ։ «Ամբողջ հյուսվածքային ճնշման սենսոր, որը նախատեսված է կրելի առողջության մոնիթորինգի համար»։ AZonano։2022 թվականի հոկտեմբերի 21-ին։2022 թվականի հոկտեմբերի 21-ին։
Քերիթ, Բաֆներ։ «Ամբողջ հյուսվածքային ճնշման սենսոր, որը նախատեսված է կրելի առողջության մոնիթորինգի համար»։ AZonano։ https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544. (2022 թվականի հոկտեմբերի 21-ի դրությամբ)։
Խոռոչ, Բաֆներ։ 2022։ Ամբողջությամբ կտորից պատրաստված ճնշման սենսոր, որը նախատեսված է կրելի առողջության մոնիթորինգի համար։ AZoNano, մուտք գործվել է 2022 թվականի հոկտեմբերի 21-ին, https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544։
Այս հարցազրույցում AZoNano-ն պրոֆեսոր Անդրե Նելի հետ զրուցում է իր մասնակցությամբ իրականացվող նորարարական ուսումնասիրության մասին, որը նկարագրում է «ապակե պղպջակի» նանոկրիչի մշակումը, որը կարող է օգնել դեղերին ներթափանցել ենթաստամոքսային գեղձի քաղցկեղի բջիջներ։
Այս հարցազրույցում AZoNano-ն զրուցում է Բերկլիի Կալիֆոռնիայի համալսարանի (UC Berkeley) դասախոս Քինգ Քոնգ Լիի հետ նրա Նոբելյան մրցանակի արժանացած տեխնոլոգիայի՝ օպտիկական աքցանի մասին։
Այս հարցազրույցում մենք SkyWater Technology-ի հետ զրուցում ենք կիսահաղորդչային արդյունաբերության վիճակի, նանոտեխնոլոգիաների կողմից արդյունաբերության ձևավորմանը նպաստելու և նրանց նոր գործընկերության մասին։
Inoveno PE-550-ը նանոթելերի անընդհատ արտադրության համար նախատեսված ամենաշատ վաճառվող էլեկտրոմանող/ցողող մեքենա է։
Filmetrics R54՝ կիսահաղորդչային և կոմպոզիտային թիթեղների համար նախատեսված առաջադեմ թերթային դիմադրության քարտեզագրման գործիք։