Ons gebruik koekies om jou ervaring te verbeter.Deur voort te gaan om deur hierdie webwerf te blaai, stem jy in tot ons gebruik van koekies.Bykomende inligting.
Drabare druksensors kan help om menslike gesondheid te monitor en mens-rekenaar-interaksie te besef.Pogings is aan die gang om druksensors te skep met 'n universele toestelontwerp en hoë sensitiwiteit vir meganiese spanning.
Studie: Weefpatroon-afhanklike tekstiel piëso-elektriese drukomskakelaar gebaseer op elektrogespinde polivinielideenfluoried nanovesels met 50 spuitpunte.Beeldkrediet: African Studio/Shutterstock.com
'n Artikel wat in die joernaal npj Flexible Electronics gepubliseer is, berig oor die vervaardiging van piëzo-elektriese drukomvormers vir weefsels wat poliëtileentereftalaat (PET) skeergarings en polivinielideenfluoried (PVDF) inslaggare gebruik.Die werkverrigting van die ontwikkelde druksensor in verhouding tot drukmeting gebaseer op die weefpatroon word op 'n lapskaal van ongeveer 2 meter gedemonstreer.
Die resultate toon dat die sensitiwiteit van 'n druksensor wat geoptimaliseer is met die 2/2 canard ontwerp 245% hoër is as dié van die 1/1 canard ontwerp.Daarbenewens is verskeie insette gebruik om die werkverrigting van die geoptimaliseerde materiaal te evalueer, insluitend fleksie, druk, rimpeling, draai en verskeie menslike bewegings.In hierdie werk vertoon 'n weefselgebaseerde druksensor met 'n sensor-pixel-skikking stabiele perseptuele eienskappe en hoë sensitiwiteit.
Rys.1. Voorbereiding van PVDF-drade en multifunksionele stowwe.'n Diagram van 'n 50-spuitpunt-elektrospinproses wat gebruik word om belynde matte van PVDF-nanovesels te vervaardig, waar koperstawe parallel op 'n vervoerband geplaas word, en die stappe is om drie gevlegte strukture van vier-laag monofilamentfilamente voor te berei.b SEM beeld en deursnee verspreiding van belynde PVDF vesels.c SEM-beeld van 'n vier-laag gare.d Treksterkte en rek by breek van 'n vier-laag gare as 'n funksie van draai.e X-straaldiffraksiepatroon van 'n vierlaagdraad wat die teenwoordigheid van alfa- en beta-fases toon.© Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al.(2022)
Die vinnige ontwikkeling van intelligente robotte en draagbare elektroniese toestelle het aanleiding gegee tot baie nuwe toestelle wat op buigsame druksensors gebaseer is, en hul toepassings in elektronika, industrie en medisyne ontwikkel vinnig.
Piëso-elektrisiteit is 'n elektriese lading wat op 'n materiaal gegenereer word wat aan meganiese spanning onderwerp word.Piëzo-elektrisiteit in asimmetriese materiale maak voorsiening vir 'n lineêre omkeerbare verhouding tussen meganiese spanning en elektriese lading.Daarom, wanneer 'n stuk piëso-elektriese materiaal fisies vervorm word, word 'n elektriese lading geskep, en omgekeerd.
Piëso-elektriese toestelle kan 'n gratis meganiese bron gebruik om 'n alternatiewe kragbron te verskaf vir elektroniese komponente wat min krag verbruik.Die tipe materiaal en struktuur van die toestel is sleutelparameters vir die vervaardiging van aanraaktoestelle gebaseer op elektromeganiese koppeling.Benewens hoëspanning anorganiese materiale, is meganies buigsame organiese materiale ook in draagbare toestelle ondersoek.
Polimere wat deur elektrospinmetodes tot nanovesels verwerk word, word wyd gebruik as piëso-elektriese energiebergingstoestelle.Piëso-elektriese polimeer-nanovesels fasiliteer die skepping van stofgebaseerde ontwerpstrukture vir draagbare toepassings deur elektromeganiese generasie te verskaf gebaseer op meganiese elastisiteit in 'n verskeidenheid omgewings.
Vir hierdie doel word piëso-elektriese polimere wyd gebruik, insluitend PVDF en sy afgeleides, wat sterk piëso-elektrisiteit het.Hierdie PVDF-vesels word getrek en in materiaal gespin vir piëzo-elektriese toepassings, insluitend sensors en kragopwekkers.
Figuur 2. Groot area weefsels en hul fisiese eienskappe.Foto van 'n groot 2/2-inslagribpatroon tot 195 cm x 50 cm.b SEM-beeld van 'n 2/2-inslagpatroon wat bestaan ​​uit een PVDF-inslag wat met twee PET-basisse verweef is.c Modulus en rek by breek in verskeie stowwe met 1/1, 2/2 en 3/3 inslagrande.d is die hanghoek gemeet vir die stof.© Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al.(2022)
In die huidige werk word stofopwekkers gebaseer op PVDF-nanoveselfilamente gekonstrueer deur 'n opeenvolgende 50-straal-elektrospinproses te gebruik, waar die gebruik van 50 spuitpunte die vervaardiging van nanoveselmatte met 'n roterende bandvervoerband vergemaklik.Verskeie weefstrukture word met PET-gare geskep, insluitend 1/1 (gewone), 2/2 en 3/3 inslagribbe.
Vorige werk het die gebruik van koper vir veselbelyning in die vorm van belynde koperdrade op veselversameldromme gerapporteer.Die huidige werk bestaan ​​egter uit parallelle koperstawe wat 1,5 cm uitmekaar op 'n vervoerband gespasieer is om te help om die spinnetjies in lyn te bring, gebaseer op elektrostatiese interaksies tussen inkomende gelaaide vesels en ladings op die oppervlak van die vesels wat aan die kopervesel geheg is.
Anders as voorheen beskryfde kapasitiewe of piëzoresistiewe sensors, reageer die weefseldruksensor wat in hierdie artikel voorgestel word op 'n wye reeks insetkragte van 0.02 tot 694 Newton.Daarbenewens het die voorgestelde stofdruksensor 81,3% van sy oorspronklike inset behou na vyf standaardwasse, wat die duursaamheid van die druksensor aandui.
Boonop het sensitiwiteitswaardes wat spanning en stroomresultate vir 1/1, 2/2 en 3/3 ribbrei evalueer, hoë spanningsensitiwiteit van 83 en 36 mV/N tot 2/2 en 3/3 ribdruk getoon.3 inslagsensors het onderskeidelik 245% en 50% hoër sensitiwiteit vir hierdie druksensors gedemonstreer, in vergelyking met die 24 mV/N inslagdruksensor 1/1.
Rys.3. Uitgebreide toepassing van volstof druksensor.'n Voorbeeld van 'n binnesooldruksensor gemaak van 2/2 inslaggeribde stof wat onder twee sirkelvormige elektrodes geplaas word om voorvoet (net onder die tone) en hakbeweging op te spoor.b Skematiese voorstelling van elke stadium van die individuele stappe in die loopproses: haklanding, gronding, toonkontak en beenlig.c Spanningsuitsetseine in reaksie op elke deel van die gangstap vir ganganalise en d Versterkte elektriese seine wat met elke fase van die gang geassosieer word.e Skematiese van 'n volweefseldruksensor met 'n reeks van tot 12 reghoekige pixelselle met geleidende lyne in patroon om individuele seine van elke pixel op te spoor.f 'n 3D-kaart van die elektriese sein wat gegenereer word deur 'n vinger op elke pixel te druk.g 'n Elektriese sein word slegs in die vingergedrukte pixel bespeur, en geen sysein word in ander pixels gegenereer nie, wat bevestig dat daar geen oorspraak is nie.© Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al.(2022)
Ten slotte, hierdie studie demonstreer 'n hoogs sensitiewe en draagbare weefseldruksensor wat PVDF-nanovesel piëso-elektriese filamente insluit.Vervaardigde druksensors het 'n wye reeks insetkragte van 0,02 tot 694 Newton.
Vyftig spuitpunte is op een prototipe elektriese spinmasjien gebruik, en 'n aaneenlopende mat van nanovesels is vervaardig met behulp van 'n bondelvervoerband gebaseer op koperstawe.Onder intermitterende kompressie het die vervaardigde 2/2 inslagsoomstof 'n sensitiwiteit van 83 mV/N getoon, wat ongeveer 245% hoër is as die 1/1 inslagsoomstof.
Die voorgestelde alles-geweefde druksensors monitor elektriese seine deur hulle te onderwerp aan fisiologiese bewegings, insluitend draai, buig, druk, hardloop en loop.Boonop is hierdie materiaaldrukmeters vergelykbaar met konvensionele materiaal wat duursaamheid betref, en behou ongeveer 81,3% van hul oorspronklike opbrengs selfs na 5 standaardwasse.Daarbenewens is die vervaardigde weefselsensor effektief in die gesondheidsorgstelsel deur elektriese seine op te wek gebaseer op aaneenlopende segmente van 'n persoon se loop.
Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, HR, et al.(2022).Stof piëzo-elektriese druksensor gebaseer op elektrospin polivinielideenfluoried nanovesels met 50 spuitpunte, afhangende van die weefpatroon.Buigsame elektronika npj.https://www.nature.com/articles/s41528-022-00203-6.
Vrywaring: Die sienings wat hier uitgespreek word, is dié van die skrywer in sy persoonlike hoedanigheid en weerspieël nie noodwendig die sienings van AZoM.com Beperk T/A AZoNetwork, die eienaar en operateur van hierdie webwerf nie.Hierdie vrywaring is deel van die gebruiksvoorwaardes van hierdie webwerf.
Bhavna Kaveti is 'n wetenskapskrywer van Hyderabad, Indië.Sy verwerf MSc en MD van die Vellore Institute of Technology, Indië.in organiese en medisinale chemie van die Universiteit van Guanajuato, Mexiko.Haar navorsingswerk hou verband met die ontwikkeling en sintese van bioaktiewe molekules gebaseer op heterosiklusse, en sy het ervaring in multi-stap en multi-komponent sintese.Tydens haar doktorale navorsing het sy gewerk aan die sintese van verskeie heterosiklus-gebaseerde gebonde en saamgesmelte peptidomimetiese molekules wat na verwagting die potensiaal sal hê om biologiese aktiwiteit verder te funksionaliseer.Terwyl sy proefskrifte en navorsingsreferate geskryf het, het sy haar passie vir wetenskaplike skryfwerk en kommunikasie ondersoek.
Cavity, Buffner.(11 Augustus 2022).Volle stofdruksensor ontwerp vir draagbare gesondheidsmonitering.AZonano.Op 21 Oktober 2022 onttrek vanaf https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544.
Cavity, Buffner."'n Alle weefsel druksensor ontwerp vir draagbare gesondheidsmonitering".AZonano.21 Oktober 2022.21 Oktober 2022.
Cavity, Buffner."'n Alle weefsel druksensor ontwerp vir draagbare gesondheidsmonitering".AZonano.https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544.(Vanaf 21 Oktober 2022).
Cavity, Buffner.2022. All-cloth druksensor ontwerp vir drabare gesondheidsmonitering.AZoNano, verkry op 21 Oktober 2022, https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544.
In hierdie onderhoud gesels AZoNano met professor André Nel oor 'n innoverende studie waarby hy betrokke is wat die ontwikkeling van 'n "glasborrel" nanodraer beskryf wat dwelms kan help om pankreaskankerselle binne te dring.
In hierdie onderhoud gesels AZoNano met King Kong Lee van UC Berkeley oor sy Nobelpryswennende tegnologie, optiese pincet.
In hierdie onderhoud gesels ons met SkyWater Technology oor die stand van die halfgeleierbedryf, hoe nanotegnologie help om die bedryf te vorm, en hul nuwe vennootskap.
Inoveno PE-550 is die beste verkoop elektrospin-/spuitmasjien vir deurlopende nanoveselproduksie.
Filmetrics R54 Gevorderde velweerstand kartering instrument vir halfgeleier en saamgestelde wafers.