Ne përdorim cookie për të përmirësuar përvojën tuaj. Duke vazhduar të shfletoni këtë faqe, ju pranoni përdorimin tonë të cookies. Informacion shtesë.
Sensorët e presionit të veshur mund të ndihmojnë në monitorimin e shëndetit të njeriut dhe të realizojnë ndërveprimin njerëzor-kompjuter. Përpjekjet po vazhdojnë për të krijuar sensorë të presionit me një dizajn universal të pajisjes dhe ndjeshmëri të lartë ndaj stresit mekanik.
Studimi: Shndërruesi i presionit piezoelektrik të varur nga modeli i endjes bazuar në nanofibrat e fluorit të polivinilidenit elektrospun me 50 hundë. Kredia e imazhit: Studio Afrikane/Shutterstock.com
Një artikull i botuar në revistën NPJ Elektronikë fleksibël raporton mbi trillimin e dhënësve të presionit piezoelektrik për pëlhura duke përdorur fijet e terefhtalatit të polietilenit (PET) të fijeve të prishjes dhe fluorit të polivinilidenit (PVDF). Performanca e sensorit të presionit të zhvilluar në lidhje me matjen e presionit bazuar në modelin e endjes është demonstruar në një shkallë leckash prej afro 2 metrash.
Rezultatet tregojnë se ndjeshmëria e një sensori presioni të optimizuar duke përdorur modelin e kanardës 2/2 është 245% më e lartë se ajo e modelit 1/1 të kanardës. Për më tepër, inpute të ndryshme u përdorën për të vlerësuar performancën e pëlhurave të optimizuara, duke përfshirë përkuljen, shtrydhjen, rrudhat, gjarpërimin dhe lëvizjet e ndryshme njerëzore. Në këtë punë, një sensor i presionit të bazuar në inde me një grup pikseli sensori shfaq karakteristika të qëndrueshme perceptuese dhe ndjeshmëri të lartë.
Oriz. 1. Përgatitja e temave PVDF dhe pëlhurave shumëfunksionale. Një diagram i një procesi elektrospinues 50 me hundë të përdorur për të prodhuar dyshekë të rreshtuar të nanofibrave PVDF, ku shufrat e bakrit vendosen paralelisht në një rrip transportues, dhe hapat janë të përgatisin tre struktura të gërshetuara nga filamentet e monofilamentit me katër shtresa. B Imazhi SEM dhe shpërndarja e diametrit të fibrave të rreshtuara PVDF. C SEM Imazhi i një fije me katër shtresa. D Forca e tensionit dhe tendosja në prishjen e një fije me katër shtresa si një funksion i kthesës. Modeli i difraksionit me rreze X të një fije me katër shtresa që tregon praninë e fazave alfa dhe beta. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al. (2022)
Zhvillimi i shpejtë i robotëve inteligjentë dhe pajisjeve elektronike të veshshme ka dhënë shumë pajisje të reja bazuar në sensorë fleksibël të presionit, dhe aplikimet e tyre në elektronikë, industri dhe mjekësi po zhvillohen me shpejtësi.
Piezoelektrike është një ngarkesë elektrike e gjeneruar në një material që i nënshtrohet stresit mekanik. Piezoelektrike në materialet asimetrike lejon një marrëdhënie lineare të kthyeshme midis stresit mekanik dhe ngarkesës elektrike. Prandaj, kur një pjesë e materialit piezoelektrik është deformuar fizikisht, krijohet një ngarkesë elektrike, dhe anasjelltas.
Pajisjet piezoelektrike mund të përdorin një burim mekanik falas për të siguruar një burim alternative të energjisë për përbërësit elektronikë që konsumojnë pak energji. Lloji i materialit dhe strukturës së pajisjes janë parametrat kryesorë për prodhimin e pajisjeve me prekje bazuar në bashkimin elektromekanik. Përveç materialeve inorganike të tensionit të lartë, materialet organike fleksibël mekanikisht janë eksploruar edhe në pajisjet e veshshme.
Polimeret e përpunuara në nanofibra me anë të metodave të elektrospinimit përdoren gjerësisht si pajisje për ruajtjen e energjisë piezoelektrike. Nanofibrat polimer piezoelektrik lehtësojnë krijimin e strukturave të projektimit të bazuara në pëlhurë për aplikime të veshura duke siguruar gjenerimin elektromekanik bazuar në elasticitetin mekanik në një larmi mjedisesh.
Për këtë qëllim, polimeret piezoelektrike përdoren gjerësisht, përfshirë PVDF dhe derivatet e tij, të cilat kanë piezoelektrike të fortë. Këto fibra PVDF janë tërhequr dhe rrotullohen në pëlhura për aplikime piezoelektrike duke përfshirë sensorë dhe gjeneratorë.
Figura 2. Indet e mëdha të zonës dhe vetitë e tyre fizike. Fotografia e një modeli të madh 2/2 të brinjëve të shiritit deri në 195 cm x 50 cm. B SEM Imazhi i një modeli 2/2 të gërshetave i përbërë nga një PVDF WEFT i ndërthurur me dy baza të përkëdhelur. C modul dhe tendosje në pushim në pëlhura të ndryshme me skajet 1/1, 2/2 dhe 3/3. D është këndi i varur i matur për pëlhurën. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al. (2022)
Në punën e tanishme, gjeneratorët e pëlhurave të bazuara në filamentet e nanofiberit PVDF janë ndërtuar duke përdorur një proces elektrospinues sekuencial 50-jet, ku përdorimi i 50 hundëve lehtëson prodhimin e dyshekëve nanofiber duke përdorur një rrip transportues të rripit rrotullues. Struktura të ndryshme të endjes krijohen duke përdorur fijet e kafshëve shtëpiake, duke përfshirë brinjët 1/1 (të thjeshtë), 2/2 dhe 3/3.
Puna e mëparshme ka raportuar përdorimin e bakrit për shtrirjen e fibrave në formën e telave të bakrit të lidhur në bateritë e mbledhjes së fibrave. Sidoqoftë, puna e tanishme përbëhet nga shufra bakri paralele të vendosura 1.5 cm larg në një rrip transportues për të ndihmuar në përafrimin e spinnerets bazuar në ndërveprimet elektrostatike midis fibrave të ngarkuara në hyrje dhe tarifave në sipërfaqen e fibrave të bashkangjitura në fibrën e bakrit.
Për dallim nga sensorët kapacitivë ose piezoresistivë të përshkruar më parë, sensori i presionit të indeve të propozuar në këtë punim i përgjigjet një game të gjerë të forcave hyrëse nga 0.02 në 694 Newtons. Për më tepër, sensori i propozuar i presionit të pëlhurës mbajti 81.3% të hyrjes së tij origjinale pas pesë larjeve standarde, duke treguar qëndrueshmërinë e sensorit të presionit.
Për më tepër, vlerat e ndjeshmërisë që vlerësojnë tensionin dhe rezultatet e rrymës për 1/1, 2/2 dhe thurjen e brinjëve 3/3 treguan ndjeshmëri të tensionit të lartë prej 83 dhe 36 mV/n deri 2/2 dhe 3/3 presion të brinjëve. 3 Sensorë Weft demonstruan ndjeshmëri 245% dhe 50% më të lartë për këta sensorë të presionit, përkatësisht, në krahasim me sensorin e presionit 24 mV/n 1/1.
Oriz. 3. Aplikimi i zgjeruar i sensorit të presionit të plotë. Një shembull i një sensori të presionit të shtrojave të bëra nga pëlhura me shirita 2/2 të gërshetuar të futur nën dy elektroda rrethore për të zbuluar parathënien (pak nën gishtat e këmbëve) dhe lëvizjen e thembra. B Përfaqësimi skematik i secilës fazë të hapave individualë në procesin e ecjes: ulja e thembra, tokëzimi, kontakti i këmbëve dhe ngritja e këmbëve. Sinjalet e daljes së tensionit C në përgjigje të secilës pjesë të hapit të ecjes për analizën e ecjes dhe sinjalet elektrike të amplifikuara të shoqëruara me secilën fazë të ecjes. E Skematike e një sensori të presionit të indeve të plota me një grup deri në 12 qeliza pikseli drejtkëndëshe me linja përçuese të modeluara për të zbuluar sinjale individuale nga secili piksel. f Një hartë 3D e sinjalit elektrik të gjeneruar duke shtypur një gisht në secilën piksel. G Një sinjal elektrik zbulohet vetëm në pikselin e shtypur me gisht, dhe asnjë sinjal anësor nuk gjenerohet në piksele të tjera, duke konfirmuar se nuk ka asnjë kryqëzim. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al. (2022)
Si përfundim, ky studim demonstron një sensor të presionit të indeve shumë të ndjeshëm dhe të veshur që përfshin filamente piezoelektrike të nanofiberit PVDF. Sensorët e presionit të prodhuar kanë një gamë të gjerë të forcave hyrëse nga 0.02 në 694 Newtons.
Pesëdhjetë hundë u përdorën në një makinë prototipi elektrike rrotulluese, dhe një rrogoz i vazhdueshëm i nanofibrave u prodhua duke përdorur një transportues grumbull bazuar në shufra bakri. Nën kompresimin e përhershëm, pëlhura e prodhuar 2/2 Weft HEL tregoi një ndjeshmëri prej 83 mV/N, e cila është rreth 245% më e lartë se pëlhura 1/1 Weft Hem.
Sensorët e propozuar të presionit të gjithanshëm monitorojnë sinjalet elektrike duke i nënshtruar ato në lëvizje fiziologjike, duke përfshirë kthesën, lakimin, shtrydhjen, vrapimin dhe ecjen. Për më tepër, këto matës të presionit të rrobave janë të krahasueshme me pëlhurat konvencionale për sa i përket qëndrueshmërisë, duke mbajtur afërsisht 81.3% të rendimentit të tyre origjinal edhe pas 5 larjeve standarde. Për më tepër, sensori i indeve të prodhuar është efektiv në sistemin e kujdesit shëndetësor duke gjeneruar sinjale elektrike bazuar në segmente të vazhdueshme të ecjes së një personi.
Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, HR, et al. (2022). Sensori i presionit piezoelektrik të pëlhurës bazuar në nanofibrat e fluorit poliviniliden elektrospun me 50 hundë, në varësi të modelit të endjes. Elektronikë fleksibël NPJ. https://www.nature.com/articles/S41528-022-00203-6.
Përgjegjësia: Pikëpamjet e shprehura këtu janë ato të autorit në aftësinë e tij personale dhe nuk pasqyrojnë domosdoshmërisht pikëpamjet e Azom.com të Kufizuar T/A Azonetwork, pronari dhe operatori i kësaj faqe në internet. Kjo mohim është pjesë e kushteve të përdorimit të kësaj faqe në internet.
Bhavna Kaveti është një shkrimtar shkencor nga Hyderabad, Indi. Ajo mban MSC dhe MD nga Instituti i Teknologjisë Vellore, Indi. në kimi organike dhe medicinale nga Universiteti i Guanajuato, Meksikë. Puna e saj kërkimore është e lidhur me zhvillimin dhe sintezën e molekulave bioaktive bazuar në heterociklet, dhe ajo ka përvojë në sintezën me shumë hapa dhe shumë përbërës. Gjatë hulumtimit të saj të doktoratës, ajo punoi në sintezën e molekulave peptidomimetike të lidhura dhe të shkrirë të lidhura me heterocikle dhe të shkrirë që pritet të kenë potencialin për të funksionalizuar më tej aktivitetin biologjik. Ndërsa shkruante disertacione dhe dokumente kërkimore, ajo hulumtoi pasionin e saj për shkrim shkencor dhe komunikim.
Zgavra, Buffner. (11 gusht 2022). Sensori i plotë i presionit të rrobave të dizajnuar për monitorimin e shëndetit të veshur. Azonano. Marrë më 21 tetor 2022 nga https://www.azonano.com/news.aspx?newsid=39544.
Zgavra, Buffner. "Një sensor i presionit të të gjitha indeve të dizajnuara për monitorimin e shëndetit të veshur". Azonano.21 tetor 2022.21 tetor 2022.
Zgavra, Buffner. "Një sensor i presionit të të gjitha indeve të dizajnuara për monitorimin e shëndetit të veshur". Azonano. https://www.azonano.com/news.aspx?newsid=39544. (Që nga 21 tetori 2022).
Zgavra, Buffner. 2022. Sensori i presionit të të gjitha rrobave të dizajnuar për monitorimin e veshjes së shëndetit. Azonano, qasur më 21 tetor 2022, https://www.azonano.com/news.aspx?newsid=39544.
Në këtë intervistë, Azonano bisedon me profesorin André Nel në lidhje me një studim inovativ në të cilin është i përfshirë që përshkruan zhvillimin e një nanocarrier "flluskë qelqi" që mund të ndihmojë ilaçet të hyjnë në qelizat e kancerit pankreatik.
Në këtë intervistë, Azonano bisedon me King Kong Lee të UC Berkeley për teknologjinë e tij fituese të çmimit Nobel, piskatore optike.
Në këtë intervistë, ne flasim me Skywater Technology në lidhje me gjendjen e industrisë gjysmëpërçuese, se si nanoteknologjia po ndihmon në formimin e industrisë dhe partneritetin e tyre të ri.
Inoveno PE-550 është makina më e shitur e elektrospinimit/spërkatjes për prodhimin e vazhdueshëm të nanofibrit.
Filmetrics R54 Mjet i përparuar i hartës së rezistencës së fletës për gjysmëpërçues dhe meshë të përbërë.