Մենք օգտագործում ենք թխուկներ՝ ձեր փորձը բարելավելու համար:Շարունակելով զննել այս կայքը՝ դուք համաձայնում եք մեր կողմից թխուկների օգտագործմանը:Լրացուցիչ տեղեկություն.
Կրելի ճնշման սենսորները կարող են օգնել վերահսկել մարդու առողջությունը և իրականացնել մարդ-համակարգիչ փոխազդեցությունը:Աշխատանքները շարունակվում են՝ ստեղծելու ճնշման սենսորներ սարքի ունիվերսալ դիզայնով և մեխանիկական սթրեսի նկատմամբ բարձր զգայունությամբ:
Ուսումնասիրություն. Հյուսել նախշից կախված տեքստիլ պիեզոէլեկտրական ճնշման փոխարկիչ, որը հիմնված է էլեկտրամանած պոլիվինիլիդենային ֆտորիդային նանոմանրաթելերի վրա՝ 50 վարդակներով:Պատկերի վարկ՝ Աֆրիկյան ստուդիա/Shutterstock.com
Npj Flexible Electronics ամսագրում հրապարակված հոդվածում զեկուցվում է գործվածքների համար պիեզոէլեկտրական ճնշման փոխարկիչների պատրաստման մասին, որոնք օգտագործում են պոլիէթիլենային տերեֆտալատ (PET) աղավաղված մանվածքներ և պոլիվինիլիդեն ֆտորիդ (PVDF) մանվածքներ:Մշակված ճնշման սենսորի կատարումը ճնշման չափման հետ կապված՝ հյուսված օրինաչափության հիման վրա, ցուցադրվում է մոտավորապես 2 մետր կտորի մասշտաբով:
Արդյունքները ցույց են տալիս, որ ճնշման սենսորի զգայունությունը, որն օպտիմիզացված է 2/2 canard դիզայնի միջոցով, 245% ավելի բարձր է, քան 1/1 canard դիզայնի զգայունությունը:Բացի այդ, օպտիմիզացված գործվածքների աշխատանքը գնահատելու համար օգտագործվել են տարբեր մուտքեր, ներառյալ ճկումը, սեղմելը, կնճռոտելը, ոլորելը և մարդկային տարբեր շարժումները:Այս աշխատանքում հյուսվածքի վրա հիմնված ճնշման սենսորը սենսորային պիքսելային զանգվածով ցուցադրում է կայուն ընկալման բնութագրեր և բարձր զգայունություն:
Բրինձ.1. PVDF թելերի և բազմաֆունկցիոնալ գործվածքների պատրաստում։50 վարդակով էլեկտրամանրացման գործընթացի դիագրամ, որն օգտագործվում է PVDF նանոմանրաթելերի հավասարեցված գորգեր արտադրելու համար, որտեղ պղնձե ձողերը զուգահեռաբար տեղադրվում են փոխակրիչի վրա, և քայլերն են՝ չորս շերտով մոնաթելային թելերից երեք հյուսված կառուցվածք պատրաստելը:b SEM պատկերը և հավասարեցված PVDF մանրաթելերի տրամագծի բաշխումը:գ SEM քառաշերտ մանվածքի պատկեր:d Չորս շերտ մանվածքի ճեղքման ժամանակ առաձգական ուժ և լարվածություն՝ որպես ոլորման ֆունկցիա:ե Չորս շերտ մանվածքի ռենտգենյան դիֆրակցիոն օրինաչափություն, որը ցույց է տալիս ալֆա և բետա փուլերի առկայությունը:© Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al.(2022)
Խելացի ռոբոտների և կրելի էլեկտրոնային սարքերի արագ զարգացումը առաջացրել է բազմաթիվ նոր սարքեր, որոնք հիմնված են ճկուն ճնշման սենսորների վրա, և դրանց կիրառությունները էլեկտրոնիկայի, արդյունաբերության և բժշկության մեջ արագորեն զարգանում են:
Պիեզոէլեկտրականությունը մեխանիկական սթրեսի ենթարկվող նյութի վրա առաջացող էլեկտրական լիցք է:Պիեզոէլեկտրականությունը ասիմետրիկ նյութերում թույլ է տալիս մեխանիկական սթրեսի և էլեկտրական լիցքի միջև գծային շրջելի հարաբերություն ստեղծել:Հետևաբար, երբ պիեզոէլեկտրական նյութի մի կտոր ֆիզիկապես դեֆորմացվում է, առաջանում է էլեկտրական լիցք և հակառակը։
Պիեզոէլեկտրական սարքերը կարող են օգտագործել անվճար մեխանիկական աղբյուր՝ քիչ էներգիա սպառող էլեկտրոնային բաղադրիչների համար այլընտրանքային էներգիայի աղբյուր ապահովելու համար:Սարքի նյութի տեսակը և կառուցվածքը հիմնական պարամետրերն են էլեկտրամեխանիկական միացման վրա հիմնված հպման սարքերի արտադրության համար:Բացի բարձր լարման անօրգանական նյութերից, մեխանիկորեն ճկուն օրգանական նյութերը նույնպես ուսումնասիրվել են կրելի սարքերում:
Էլեկտրամանման մեթոդներով նանոմանրաթելերի վերածված պոլիմերները լայնորեն օգտագործվում են որպես պիեզոէլեկտրական էներգիայի պահպանման սարքեր։Պիեզոէլեկտրական պոլիմերային նանոմանրաթելերը հեշտացնում են գործվածքների վրա հիմնված դիզայնի կառուցվածքների ստեղծումը կրելու հարմարանքների համար՝ ապահովելով էլեկտրամեխանիկական արտադրություն՝ հիմնված մեխանիկական առաձգականության վրա տարբեր միջավայրերում:
Այդ նպատակով լայնորեն կիրառվում են պիեզոէլեկտրական պոլիմերները, այդ թվում՝ PVDF-ն և դրա ածանցյալները, որոնք ունեն ուժեղ պիեզոէլեկտրականություն։Այս PVDF մանրաթելերը քաշվում և պտտվում են գործվածքների մեջ պիեզոէլեկտրական կիրառությունների համար, ներառյալ սենսորները և գեներատորները:
Նկար 2. Մեծ տարածքի հյուսվածքները և դրանց ֆիզիկական հատկությունները:Մեծ 2/2 հյուսված կողերի նախշի լուսանկար մինչև 195 սմ x 50 սմ:b SEM պատկերը 2/2 հյուսված նախշի, որը բաղկացած է մեկ PVDF հյուսվածքից, որը միահյուսված է երկու PET հիմքերով:գ Մոդուլը և լարումը 1/1, 2/2 և 3/3 հյուսված եզրերով տարբեր գործվածքների ընդմիջման ժամանակ:d-ն գործվածքի համար չափված կախված անկյունն է:© Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al.(2022)
Սույն աշխատանքում գործվածքների գեներատորները, որոնք հիմնված են PVDF նանոմանրաթելերի վրա, կառուցված են՝ օգտագործելով հաջորդական 50 ռեակտիվ էլեկտրամանրման գործընթացը, որտեղ 50 վարդակների օգտագործումը հեշտացնում է նանոմանրաթելային գորգերի արտադրությունը՝ օգտագործելով պտտվող կոնվեյերային գոտի:PET մանվածքի միջոցով ստեղծվում են հյուսվածքային տարբեր կառուցվածքներ, այդ թվում՝ 1/1 (պարզ), 2/2 և 3/3 հյուսված կողիկներ։
Նախորդ աշխատանքում ասվում էր, որ պղնձի օգտագործումը մանրաթելերի հավասարեցման համար հավասարեցված պղնձե լարերի տեսքով մանրաթելերի հավաքման թմբուկների վրա:Այնուամենայնիվ, ընթացիկ աշխատանքը բաղկացած է զուգահեռ պղնձե ձողերից, որոնք միմյանցից 1,5 սմ հեռավորության վրա են գտնվում փոխակրիչի վրա, որոնք օգնում են հարթեցնել պտտվող թելերը՝ հիմնվելով ներգնա լիցքավորված մանրաթելերի և պղնձի մանրաթելին կցված մանրաթելերի մակերեսի վրա էլեկտրաստատիկ փոխազդեցությունների վրա:
Ի տարբերություն նախկինում նկարագրված capacitive կամ piezoresistive սենսորների, այս հոդվածում առաջարկված հյուսվածքային ճնշման սենսորը արձագանքում է մուտքային ուժերի լայն շրջանակին՝ 0,02-ից մինչև 694 Նյուտոն:Բացի այդ, գործվածքների ճնշման սենսորը հինգ ստանդարտ լվացումից հետո պահպանեց իր սկզբնական 81,3%-ը, ինչը ցույց է տալիս ճնշման սենսորի երկարակեցությունը:
Բացի այդ, զգայունության արժեքները, որոնք գնահատում են լարման և հոսանքի արդյունքները 1/1, 2/2 և 3/3 կողի տրիկոտաժի համար, ցույց են տվել բարձր լարման զգայունություն՝ 83 և 36 մՎ/Ն մինչև 2/2 և 3/3 կողի ճնշումը:Հյուսվածքի 3 սենսորները համապատասխանաբար ցույց են տվել 245% և 50% ավելի բարձր զգայունություն այս ճնշման սենսորների համար՝ համեմատած 24 մՎ/Ն հյուսված ճնշման ցուցիչի 1/1-ի հետ:
Բրինձ.3. Լրիվ շորով ճնշման սենսորի ընդլայնված կիրառում:Ներդիրի ճնշման սենսորի օրինակ՝ պատրաստված 2/2 շերտավոր շերտավոր գործվածքից, որը տեղադրված է երկու շրջանաձև էլեկտրոդների տակ՝ ոտքի առջևի (մատների անմիջապես տակ) և կրունկի շարժումը հայտնաբերելու համար:բ Քայլելու գործընթացի առանձին քայլերի յուրաքանչյուր փուլի սխեմատիկ ներկայացում. կրունկների վայրէջք, հողակցում, մատների շփում և ոտքի բարձրացում:գ Լարման ելքային ազդանշաններ՝ ի պատասխան քայլվածքի քայլի յուրաքանչյուր մասի քայլվածքի վերլուծության և դ ուժեղացված էլեկտրական ազդանշաններ՝ կապված քայլվածքի յուրաքանչյուր փուլի հետ:ե Ամբողջ հյուսվածքի ճնշման սենսորի սխեման՝ մինչև 12 ուղղանկյուն պիքսելային բջիջների զանգվածով, հաղորդիչ գծերով, որոնք ձևավորված են յուրաքանչյուր պիքսելից առանձին ազդանշաններ հայտնաբերելու համար:f Էլեկտրական ազդանշանի 3D քարտեզ, որը ստեղծվում է յուրաքանչյուր պիքսելի վրա մատը սեղմելով:g Էլեկտրական ազդանշանը հայտնաբերվում է միայն մատով սեղմված պիքսելում, իսկ մյուս պիքսելներում ոչ մի կողմնակի ազդանշան չի ստեղծվում՝ հաստատելով, որ խաչաձև խոսակցություն չկա:© Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al.(2022)
Եզրափակելով, այս ուսումնասիրությունը ցույց է տալիս բարձր զգայուն և կրելի հյուսվածքների ճնշման սենսոր, որը ներառում է PVDF նանոմանրաթելային պիեզոէլեկտրական թելեր:Արտադրված ճնշման սենսորներն ունեն մուտքային ուժերի լայն շրջանակ՝ 0,02-ից մինչև 694 Նյուտոն:
Հիսուն վարդակներ օգտագործվել են մեկ նախատիպ էլեկտրական մանող մեքենայի վրա, իսկ նանոմանրաթելից շարունակական գորգ է արտադրվել՝ օգտագործելով պղնձե ձողերի վրա հիմնված խմբաքանակի փոխակրիչ:Ընթացիկ սեղմման ներքո արտադրված 2/2 հյուսված հյուսքի գործվածքը ցույց տվեց 83 մՎ/Ն զգայունություն, ինչը մոտ 245%-ով ավելի բարձր է, քան 1/1 հյուսված հյուսքի գործվածքը:
Առաջարկվող ամբողջապես հյուսված ճնշման սենսորները վերահսկում են էլեկտրական ազդանշանները՝ ենթարկելով դրանք ֆիզիոլոգիական շարժումների, այդ թվում՝ ոլորում, կռում, սեղմում, վազում և քայլում:Բացի այդ, գործվածքների այս ճնշումաչափերը համեմատելի են սովորական գործվածքների հետ դիմացկունության տեսանկյունից՝ պահպանելով իրենց սկզբնական եկամտաբերության մոտավորապես 81,3%-ը նույնիսկ 5 ստանդարտ լվացումից հետո:Բացի այդ, արտադրված հյուսվածքային սենսորն արդյունավետ է առողջապահական համակարգում՝ արտադրելով էլեկտրական ազդանշաններ՝ հիմնված մարդու քայլելու շարունակական հատվածների վրա:
Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, HR, et al.(2022).Գործվածքի պիեզոէլեկտրական ճնշման սենսոր, որը հիմնված է էլեկտրամանած պոլիվինիլիդենային ֆտորիդային նանոմանրաթելերի վրա՝ 50 վարդակներով՝ կախված հյուսման ձևից:Ճկուն էլեկտրոնիկա npj.https://www.nature.com/articles/s41528-022-00203-6.
Հրաժարում պատասխանատվությունից. Այստեղ արտահայտված տեսակետները հեղինակի սեփականությունն են և պարտադիր չէ, որ համընկնեն AZoM.com Limited T/A AZoNetwork-ի՝ այս կայքի սեփականատիրոջ և օպերատորի տեսակետներին:Այս հրաժարումը այս կայքի օգտագործման պայմանների մի մասն է:
Բհավնա Կավետին գիտական ​​գրող է Հնդկաստանի Հայդերաբադից:Նա Հնդկաստանի Վելլորի տեխնոլոգիական ինստիտուտից մագիստրոսի և դոկտորի կոչում է ստացել:Մեքսիկայի Գուանախուատոյի համալսարանի օրգանական և բուժիչ քիմիայում:Նրա գիտահետազոտական ​​աշխատանքը կապված է հետերոցիկլի հիման վրա կենսաակտիվ մոլեկուլների մշակման և սինթեզի հետ, և նա ունի բազմաստիճան և բազմաբաղադրիչ սինթեզի փորձ:Իր դոկտորական հետազոտության ընթացքում նա աշխատել է հետերոցիկլի վրա հիմնված տարբեր կապակցված և միաձուլված պեպտիդոմիմետիկ մոլեկուլների սինթեզի վրա, որոնք ակնկալվում է, որ կունենան կենսաբանական ակտիվությունը հետագա ֆունկցիոնալացնելու ներուժ:Ատենախոսություններ և հետազոտական ​​աշխատանքներ գրելիս նա ուսումնասիրել է գիտական ​​գրելու և հաղորդակցվելու իր կիրքը:
Խոռոչ, Բաֆներ.(11 օգոստոսի, 2022 թ.)։Գործվածքի ամբողջական ճնշման սենսոր, որը նախատեսված է կրելի առողջության մոնիտորինգի համար:AZonano.Վերցված է 2022 թվականի հոկտեմբերի 21-ին https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544 կայքից։
Խոռոչ, Բաֆներ.«Ամբողջ հյուսվածքի ճնշման սենսոր, որը նախատեսված է կրելու առողջության մոնիտորինգի համար»:AZonano.21 հոկտեմբերի, 2022 թ.21 հոկտեմբերի, 2022 թ.
Խոռոչ, Բաֆներ.«Ամբողջ հյուսվածքի ճնշման սենսոր, որը նախատեսված է կրելու առողջության մոնիտորինգի համար»:AZonano.https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544.(2022 թվականի հոկտեմբերի 21-ի դրությամբ):
Խոռոչ, Բաֆներ.2022. Ամբողջ կտորից պատրաստված ճնշման ցուցիչ, որը նախատեսված է կրելի առողջության մոնիտորինգի համար:AZoNano, հասանելի է 2022 թվականի հոկտեմբերի 21-ին, https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544:
Այս հարցազրույցում AZoNano-ն խոսում է պրոֆեսոր Անդրե Նելի հետ նորարարական ուսումնասիրության մասին, որում նա ներգրավված է, որը նկարագրում է «ապակե պղպջակների» նանոկրիչի զարգացումը, որը կարող է օգնել դեղամիջոցներին մտնել ենթաստամոքսային գեղձի քաղցկեղի բջիջներ:
Այս հարցազրույցում AZoNano-ն խոսում է UC Berkeley-ի Քինգ Քոնգ Լիի հետ իր Նոբելյան մրցանակի դափնեկիր տեխնոլոգիայի՝ օպտիկական պինցետների մասին:
Այս հարցազրույցում մենք խոսում ենք SkyWater Technology-ի հետ կիսահաղորդչային արդյունաբերության վիճակի, ինչպես է նանոտեխնոլոգիան օգնում ձևավորել արդյունաբերությունը և նրանց նոր գործընկերությունը:
Inoveno PE-550-ը նանոմանրաթելերի շարունակական արտադրության ամենավաճառվող էլեկտրամանող/սրսկիչ մեքենան է:
Filmetrics R54 Թերթի դիմադրության առաջադեմ քարտեզագրման գործիք կիսահաղորդչային և կոմպոզիտային վաֆլիների համար: