Ons gebruik koekies om u ervaring te verbeter. Deur voort te gaan om na hierdie webwerf te blaai, stem u in tot ons gebruik van koekies. Bykomende inligting.
Draagbare druksensors kan help om menslike gesondheid te monitor en om mens-rekenaar-interaksie te verwesenlik. Pogings is aan die gang om druksensors te skep met 'n universele ontwerp van toestelle en 'n hoë sensitiwiteit vir meganiese spanning.
Studie: weefpatroonafhanklike tekstiel -piëzo -elektriese druktransducer gebaseer op elektrospun -polyvinylideen fluoried nanovesels met 50 spuitpunte. Beeldkrediet: African Studio/Shutterstock.com
'N Artikel gepubliseer in die vaktydskrif NPJ Flexible Electronics -verslae oor die vervaardiging van piëzo -elektriese drukomskakelaars vir materiale met behulp van poliëtileentereftalaat (PET) warp garings en polyvinylideen fluoried (PVDF) weft garing. 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 geoptimaliseer is met behulp van die 2/2 Canard -ontwerp 245% hoër as dié van die 1/1 Canard -ontwerp. Daarbenewens is verskillende insette gebruik om die werkverrigting van die geoptimaliseerde materiaal te evalueer, insluitend buiging, druk, rimpeling, draai en verskillende menslike bewegings. In hierdie werk vertoon 'n weefselgebaseerde druksensor met 'n sensorpixel-skikking stabiele perseptuele eienskappe en hoë sensitiwiteit.
Rys. 1. Bereiding van PVDF -drade en multifunksionele materiale. 'N Diagram van 'n elektrospiningsproses van 50 nozzle wat gebruik word om belynde matte van PVDF-nanovesels te produseer, waar koperstawe parallel op 'n vervoerband geplaas word, en die stappe is om drie gevlegte strukture uit vier-laag monofilamentfilamente voor te berei. B SEM -beeld en deursnee verspreiding van belynde PVDF -vesels. C SEM-beeld van 'n vier-laag garing. D Treksterkte en spanning by die breek van 'n vier-laag garing as funksie van draai. E X-straaldiffraksiepatroon van 'n vier-laag garing 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 drabare elektroniese toestelle het aanleiding gegee tot baie nuwe toestelle gebaseer op buigsame druksensors, en hul toepassings in elektronika, nywerheid en medisyne ontwikkel vinnig.
Piëzo -elektrisiteit is 'n elektriese lading wat gegenereer word op 'n materiaal wat aan meganiese spanning onderwerp word. Piëzo -elektrisiteit in asimmetriese materiale maak voorsiening vir 'n lineêre omkeerbare verwantskap tussen meganiese spanning en elektriese lading. Daarom, wanneer 'n stuk piëzo -elektriese materiaal fisies vervorm word, word 'n elektriese lading geskep, en omgekeerd.
Piëzo -elektriese toestelle kan 'n gratis meganiese bron gebruik om 'n alternatiewe kragbron te bied vir elektroniese komponente wat min krag verbruik. Die tipe materiaal en struktuur van die toestel is die belangrikste parameters vir die vervaardiging van aanraaktoestelle gebaseer op elektromeganiese koppeling. Benewens anorganiese materiale met 'n hoë spanning, is meganiese buigsame organiese materiale ook in draagbare toestelle ondersoek.
Polimere wat deur elektrospin -metodes in nanovesels verwerk word, word wyd gebruik as piëzo -elektriese energietoestelle. Piëzo-elektriese polimeer-nanovesels vergemaklik die skepping van stofgebaseerde ontwerpstrukture vir drabare toepassings deur elektromeganiese generasie te verskaf op grond van meganiese elastisiteit in 'n verskeidenheid omgewings.
Vir hierdie doel word piëzo -elektriese polimere wyd gebruik, insluitend PVDF en sy afgeleides, wat sterk piëzo -elektrisiteit het. Hierdie PVDF -vesels word getrek en in materiaal gespin vir piëzo -elektriese toepassings, insluitend sensors en kragopwekkers.
Figuur 2. weefsels in groot area 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 spanning in verskillende materiale 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 materiaalopwekkers gebaseer op PVDF-nanofiber-filamente saamgestel met behulp van 'n opeenvolgende elektrospiningsproses van 50 Jet, waar die gebruik van 50 spuitpunte die produksie van nanofibermatte vergemaklik met behulp van 'n roterende gordel-vervoerband. Verskeie weefstrukture word geskep met behulp van PET -garing, insluitend 1/1 (vlakte), 2/2 en 3/3 inslagribbes.
Vorige werk het die gebruik van koper vir veselbelyning in die vorm van belynde koperdrade op veselversamelingstromme gerapporteer. Die huidige werk bestaan ​​egter uit parallelle koperstawe met 'n afstand van 1,5 cm van mekaar op 'n vervoerband om die spinnerette in lyn te bring op grond van elektrostatiese interaksies tussen inkomende gelaaide vesels en ladings op die oppervlak van die vesels wat aan die kopervesel vasgemaak is.
In teenstelling met voorheen beskryfde kapasitiewe of piëzoresistiewe sensors, reageer die weefseldruksensor wat in hierdie artikel voorgestel word, op 'n wye verskeidenheid insetkragte van 0,02 tot 694 newtons. Daarbenewens het die voorgestelde stofdruksensor 81,3% van sy oorspronklike inset behou na vyf standaardwasmiddels, wat die duursaamheid van die druksensor aandui.
Daarbenewens het sensitiwiteitswaardes evaluering van spanning en stroomresultate vir 1/1, 2/2 en 3/3 rib -breiwerk 'n hoë spanninggevoeligheid van 83 en 36 mV/n tot 2/2 en 3/3 ribdruk getoon. 3 Weft -sensors het onderskeidelik 245% en 50% hoër sensitiwiteit vir hierdie druksensors getoon, vergeleke met die 24 mV/N -inslagsensor 1/1.
Rys. 3. Uitgebreide toepassing van die volledige vloerdruksensor. 'N Voorbeeld van 'n binnesooldruksensor van 2/2 inslagstowwe wat onder twee sirkelvormige elektrodes geplaas is om voorvoet (net onder die tone) en hakbeweging op te spoor. B Skematiese voorstelling van elke fase van die individuele stappe in die loopproses: haklanding, aarding, teenkontak en beenhyser. C -spanningsuitsetseine in reaksie op elke deel van die gangstap vir ganganalise en D -versterkte elektriese seine wat verband hou met elke fase van die gang. E Skematies van 'n volledige weefseldruksensor met 'n reeks van tot 12 reghoekige pixelselle met geleidende lyne wat gevorm is 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 opgespoor, en geen sysein word in ander pixels gegenereer nie, wat bevestig dat daar geen kruising is nie. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al. (2022)
Ten slotte toon hierdie studie 'n baie sensitiewe en drabare weefseldruksensor wat PVDF -nanofiber piëzo -elektriese filamente bevat. Vervaardigde druksensors het 'n wye verskeidenheid insetkragte van 0,02 tot 694 newtons.
Vyftig spuitpunte is op een prototipe elektriese spinmasjien gebruik, en 'n deurlopende mat nanovesels is geproduseer met behulp van 'n groepvoerder gebaseer op koperstawe. Onder intermitterende kompressie het die vervaardigde 2/2 inslag -soomstof 'n sensitiwiteit van 83 mV/n getoon, wat ongeveer 245% hoër is as die 1/1 inslaghemstof.
Die voorgestelde alles-geweefde druksensors monitor elektriese seine deur dit aan fisiologiese bewegings te onderwerp, insluitend draai, buig, druk, hardloop en loop. Daarbenewens is hierdie stofdrukmeters vergelykbaar met konvensionele materiale ten opsigte van duursaamheid, wat ongeveer 81,3% van hul oorspronklike opbrengste behou, selfs na 5 standaardwas. Daarbenewens is die vervaardigde weefselsensor effektief in die gesondheidsorgstelsel deur elektriese seine te genereer gebaseer op deurlopende segmente van 'n persoon se stap.
Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, HR, et al. (2022). Stof piëzo -elektriese druksensor gebaseer op elektrospun -polivinylideen fluoried nanovesels met 50 spuitpunte, afhangende van die weefpatroon. Buigsame elektronika NPJ. https://www.nature.com/articles/S41528-022-00203-6.
Disclaimer: Die sienings wat hier uitgespreek word, is dié van die skrywer in sy persoonlike hoedanigheid en weerspieël nie noodwendig die sienings van Azom.com Limited 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 het 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 meerstap- en multi-komponent-sintese. Tydens haar doktorale navorsing het sy gewerk aan die sintese van verskillende heterosiklus-gebaseerde gebonde en versmelt peptidomimetiese molekules wat na verwagting die potensiaal het om biologiese aktiwiteit verder te funksionaliseer. Terwyl sy proefskrifte en navorsingsartikels geskryf het, het sy haar passie vir wetenskaplike skryf en kommunikasie ondersoek.
Holte, Buffner. (11 Augustus 2022). Volledige stofdruksensor wat ontwerp is vir drabare gesondheidsmonitering. Azonano. Ontsluit 21 Oktober 2022 van https://www.azonano.com/news.aspx?newsid=39544.
Holte, Buffner. “'N All-weefseldruksensor wat ontwerp is vir drabare gesondheidsmonitering”. Azonano.21 Oktober 2022.21 Oktober 2022.
Holte, Buffner. “'N All-weefseldruksensor wat ontwerp is vir drabare gesondheidsmonitering”. Azonano. https://www.azonano.com/news.aspx?newsid=39544. (Vanaf 21 Oktober 2022).
Holte, Buffner. 2022. Druksensor van alle klere wat ontwerp is vir drabare gesondheidsmonitering. Azonano, verkry 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' nano -draer beskryf wat dwelms kan help om kankerselle in die pankreas te betree.
In hierdie onderhoud gesels Azonano met King Kong Lee van UC Berkeley oor sy Nobelpryswinnende tegnologie, Optical Pinzers.
In hierdie onderhoud gesels ons met Skywater -tegnologie oor die stand van die halfgeleierbedryf, hoe nanotegnologie help om die bedryf en hul nuwe vennootskap te vorm.
Inoveno PE-550 is die beste verkoopende elektrospin-/spuitmasjien vir deurlopende nanofiberproduksie.
Filmetrics R54 Gevorderde plaatweerstandskaarte -instrument vir halfgeleier en saamgestelde wafers.