Біз сіздің тәжірибеңізді жақсарту үшін cookie файлдарын пайдаланамыз.Осы сайтты қарауды жалғастыра отырып, сіз cookie файлдарын пайдалануымызға келісесіз.Қосымша Ақпарат.
Тағатын қысым сенсорлары адам денсаулығын бақылауға және адам мен компьютердің өзара әрекеттесуін жүзеге асыруға көмектеседі.Құрылғының әмбебап конструкциясы және механикалық кернеуге жоғары сезімталдығы бар қысым датчиктерін жасау бойынша жұмыстар жалғасуда.
Зерттеу: Тоқыма үлгісіне тәуелді тоқыма пьезоэлектрлік қысымды түрлендіргіш 50 саптамалары бар электроиірінді поливинилиденді фторидті наноталшықтарға негізделген.Сурет несиесі: African Studio/Shutterstock.com
Npj Flexible Electronics журналында жарияланған мақалада полиэтилентерефталат (ПЭТ) иірілген жіптер мен поливинилиденді фторид (PVDF) тоқыма жіптерін қолданатын маталар үшін пьезоэлектрлік қысым түрлендіргіштерін жасау туралы хабарлайды.Тоқу үлгісіне негізделген қысымды өлшеуге қатысты әзірленген қысым сенсорының өнімділігі шамамен 2 метрлік мата шкаласында көрсетілген.
Нәтижелер 2/2 канард дизайнын пайдаланып оңтайландырылған қысым сенсорының сезімталдығы 1/1 канард дизайнымен салыстырғанда 245% жоғары екенін көрсетеді.Сонымен қатар, оңтайландырылған маталар өнімділігін бағалау үшін әртүрлі енгізулер пайдаланылды, соның ішінде майысу, сығу, мыжылу, бұралу және адамның әртүрлі қозғалыстары.Бұл жұмыста сенсорлық пиксель массиві бар тінге негізделген қысым сенсоры тұрақты қабылдау сипаттамалары мен жоғары сезімталдықты көрсетеді.
Күріш.1. PVDF жіптерін және көп функционалды маталарды дайындау.a PVDF наноталшықтарының тураланған төсеніштерін өндіру үшін пайдаланылатын 50 саптамалық электроспиндік процестің диаграммасы, мұнда мыс шыбықтар конвейер лентасында параллель орналастырылады және қадамдар төрт қабатты моножіпті жіптерден үш өрілген құрылымды дайындау болып табылады.b SEM кескіні және тураланған PVDF талшықтарының диаметрінің таралуы.c Төрт қабатты иірілген жіптің SEM кескіні.d Бұралу функциясы ретінде төртқабатты жіптің үзілу кезіндегі созылу күші мен деформациясы.e Альфа және бета фазаларының болуын көрсететін төрт қабатты иірілген жіптің рентгендік дифракциялық үлгісі.© Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al.(2022)
Зияткерлік роботтар мен киілетін электрондық құрылғылардың қарқынды дамуы икемді қысым датчиктеріне негізделген көптеген жаңа құрылғыларды тудырды және олардың электроникада, өнеркәсіпте және медицинада қолданылуы қарқынды дамып келеді.
Пьезоэлектрлік - механикалық кернеуге ұшыраған материалда пайда болатын электр заряды.Асимметриялық материалдардағы пьезоэлектрлік механикалық кернеу мен электр заряды арасындағы сызықтық қайтымды қатынасқа мүмкіндік береді.Сондықтан пьезоэлектрлік материалдың бір бөлігі физикалық деформацияланған кезде электр заряды пайда болады және керісінше.
Пьезоэлектрлік құрылғылар аз қуат тұтынатын электрондық компоненттер үшін балама қуат көзін қамтамасыз ету үшін тегін механикалық көзді пайдалана алады.Материалдың түрі мен құрылғының құрылымы электромеханикалық муфтаға негізделген сенсорлық құрылғыларды өндірудің негізгі параметрлері болып табылады.Жоғары вольтты бейорганикалық материалдардан басқа, тозуға болатын құрылғыларда механикалық икемді органикалық материалдар да зерттелген.
Пьезоэлектрлік энергияны сақтау құрылғылары ретінде электроспиннинг әдісімен наноталшықтарға өңделген полимерлер кеңінен қолданылады.Пьезоэлектрлік полимер наноталшықтары әртүрлі орталарда механикалық серпімділікке негізделген электромеханикалық генерацияны қамтамасыз ету арқылы киілетін қолданбалар үшін мата негізіндегі дизайн құрылымдарын құруды жеңілдетеді.
Осы мақсатта пьезоэлектрлік полимерлер, соның ішінде күшті пьезоэлектрлік қасиеті бар PVDF және оның туындылары кеңінен қолданылады.Бұл PVDF талшықтары пьезоэлектрлік қолданбаларға, соның ішінде сенсорлар мен генераторларға арналған маталарға тартылады және иіріледі.
Сурет 2. Үлкен аумақты ұлпалар және олардың физикалық қасиеттері.195 см x 50 см-ге дейінгі үлкен 2/2 арқалық қабырға үлгісінің фотосуреті.b Екі PET негізімен араласқан бір PVDF өрімінен тұратын 2/2 өрім үлгісінің SEM кескіні.c 1/1, 2/2 және 3/3 тоқыма жиектері бар әртүрлі маталардағы үзілу кезіндегі модуль және деформация.d - мата үшін өлшенген ілу бұрышы.© Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al.(2022)
Осы жұмыста PVDF наноталшықты жіптерге негізделген мата генераторлары дәйекті 50 ағынды электроспиннинг процесі арқылы құрастырылған, мұнда 50 саптаманы пайдалану айналмалы таспа конвейері арқылы наноталшықты кілемшелерді өндіруді жеңілдетеді.1/1 (жазық), 2/2 және 3/3 өру қабырғаларын қоса, PET иірілген жіптің көмегімен әртүрлі тоқу құрылымдары жасалады.
Алдыңғы жұмыс талшықтарды жинау барабандарында тураланған мыс сымдар түріндегі талшықты туралау үшін мысты пайдалану туралы хабарлады.Дегенмен, ағымдағы жұмыс кіретін зарядталған талшықтар мен мыс талшығына бекітілген талшықтардың бетіндегі зарядтар арасындағы электростатикалық өзара әрекеттесу негізінде спиннерлерді теңестіруге көмектесу үшін конвейер лентасында 1,5 см қашықтықта орналасқан параллель мыс шыбықтардан тұрады.
Бұрын сипатталған сыйымдылық немесе пьезорезистивті сенсорлардан айырмашылығы, осы мақалада ұсынылған тіндік қысым сенсоры 0,02-ден 694 Ньютонға дейінгі кіріс күштерінің кең ауқымына жауап береді.Сонымен қатар, ұсынылған мата қысымының сенсоры бес стандартты жуудан кейін бастапқы кірісінің 81,3% сақтап қалды, бұл қысым сенсорының беріктігін көрсетеді.
Сонымен қатар, 1/1, 2/2 және 3/3 қабырғалық тоқу үшін кернеу мен ток нәтижелерін бағалайтын сезімталдық мәндері 2/2 және 3/3 қабырға қысымына 83 және 36 мВ/Н жоғары кернеу сезімталдығын көрсетті.3 тоқыма датчигі осы қысым датчиктері үшін 24 мВ/Н арқалық қысым датчигі 1/1 салыстырғанда сәйкесінше 245% және 50% жоғары сезімталдық көрсетті.
Күріш.3. Толық шүберекті қысым датчигінің кеңейтілген қолданбасы.a Алдыңғы аяқты (саусақтардың дәл астында) және өкше қозғалысын анықтау үшін екі дөңгелек электродтың астына кіргізілген 2/2 арқалық қырлы матадан жасалған табан қысымының сенсорының мысалы.b Жаяу жүру процесіндегі жеке қадамдардың әрбір кезеңінің схемалық көрінісі: өкшемен қондыру, жерге қосу, саусақпен жанасу және аяқты көтеру.c Жүруді талдау үшін жүру қадамының әрбір бөлігіне жауап беретін кернеу шығыс сигналдары және d жүрістің әрбір фазасымен байланысты күшейтілген электрлік сигналдар.e Әрбір пиксельден жеке сигналдарды анықтау үшін өрнектелген өткізгіш сызықтары бар 12 тікбұрышты пиксель ұяшықтары массиві бар толық тіндік қысым сенсорының схемасы.f Әрбір пикселде саусақты басу арқылы жасалған электр сигналының 3D картасы.g Электрлік сигнал саусақпен басылған пикселде ғана анықталады, ал басқа пикселдерде ешқандай бүйірлік сигнал жасалмайды, бұл ешқандай айқас сөйлесудің жоқтығын растайды.© Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al.(2022)
Қорытындылай келе, бұл зерттеу PVDF наноталшықты пьезоэлектрлік жіптерді қамтитын жоғары сезімтал және тозуға болатын тіндік қысым сенсорын көрсетеді.Өндірілген қысым датчиктерінде 0,02-ден 694 Ньютонға дейінгі кіріс күштерінің кең ауқымы бар.
Бір прототипті электр иіру машинасында елу саптама қолданылды, мыс шыбықтар негізіндегі партиялық конвейер арқылы үздіксіз наноталшықты төсеніш шығарылды.Үзіліссіз қысу кезінде дайындалған 2/2 тоқыма жиек матасы 83 мВ/Н сезімталдықты көрсетті, бұл 1/1 тоқыма жиегі матаға қарағанда шамамен 245% жоғары.
Ұсынылған толық тоқылған қысым сенсорлары электр сигналдарын физиологиялық қозғалыстарға, соның ішінде бұрылу, иілу, қысу, жүгіру және жүру арқылы бақылайды.Бұған қоса, бұл мата қысымын өлшегіштер 5 стандартты жуудан кейін де өзінің бастапқы шығымының шамамен 81,3% сақтай отырып, беріктігі бойынша кәдімгі маталармен салыстыруға болады.Сонымен қатар, өндірілген тіндік сенсор денсаулық сақтау жүйесінде адамның жүруінің үздіксіз сегменттеріне негізделген электр сигналдарын генерациялау арқылы тиімді.
Ким, ДБ, Хан, Дж., Сунг, СМ, Ким, МС, Чой, БК, Парк, СДж, Хонг, HR және т.б.(2022).Тоқу үлгісіне байланысты 50 саптамалары бар электроиірінді поливинилиденді фторидті наноталшықтарға негізделген мата пьезоэлектрлік қысым сенсоры.Икемді электроника npj.https://www.nature.com/articles/s41528-022-00203-6.
Жауапкершіліктен бас тарту: Мұнда айтылған пікірлер автордың жеке көзқарасы болып табылады және осы веб-сайттың иесі және операторы AZoM.com Limited T/A AZoNetwork көзқарасын көрсетпейді.Бұл жауапкершіліктен бас тарту осы веб-сайтты пайдалану шарттарының бөлігі болып табылады.
Бхавна Кавети - Үндістанның Хайдарабад қаласынан шыққан ғылым жазушысы.Ол Үндістанның Веллоре технологиялық институтында магистр және доктор дәрежесіне ие.Гуанахуато университетінің органикалық және дәрілік химиясы бойынша, Мексика.Оның ғылыми жұмысы гетероциклдер негізіндегі биоактивті молекулалардың дамуы мен синтезіне байланысты, көп сатылы және көп компонентті синтезде тәжірибесі бар.Докторлық зерттеу барысында ол биологиялық белсенділікті одан әрі функционалдық потенциалға ие деп күтілетін әртүрлі гетероцикл негізіндегі байланысқан және біріктірілген пептидомиметикалық молекулалардың синтезімен жұмыс істеді.Диссертациялар мен ғылыми жұмыстарды жазу кезінде ол ғылыми жазуға және қарым-қатынасқа деген құмарлығын зерттеді.
Қуыс, Буффнер.(2022 жылғы 11 тамыз).Толық мата қысымының сенсоры киілетін денсаулықты бақылауға арналған.АЗонано.https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544 сайтынан 2022 жылдың 21 қазанында алынды.
Қуыс, Буффнер.«Тағылатын денсаулықты бақылауға арналған барлық тіндік қысым сенсоры».АЗонано.2022 жылдың 21 қазаны.2022 жылдың 21 қазаны.
Қуыс, Буффнер.«Тағылатын денсаулықты бақылауға арналған барлық тіндік қысым сенсоры».АЗонано.https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544.(2022 жылғы 21 қазандағы жағдай бойынша).
Қуыс, Буффнер.2022. Киілетін денсаулықты бақылауға арналған барлық мата қысым сенсоры.AZoNano, 2022 жылдың 21 қазанында қолжетімді, https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544.
Бұл сұхбатта AZoNano профессор Андре Нельмен есірткінің ұйқы безінің қатерлі ісік жасушаларына енуіне көмектесетін «әйнек көпіршігі» нанотасымалдаушының дамуын сипаттайтын инновациялық зерттеу туралы әңгімелейді.
Бұл сұхбатта AZoNano UC Берклидегі Кинг Конг Лимен Нобель сыйлығын алған технологиясы, оптикалық пинцет туралы әңгімелейді.
Бұл сұхбатта біз SkyWater Technology компаниясымен жартылай өткізгіштер өнеркәсібінің жағдайы, нанотехнология саланы қалыптастыруға қалай көмектесетіні және олардың жаңа серіктестігі туралы сөйлесеміз.
Inoveno PE-550 - үздіксіз наноталшықты өндіруге арналған ең көп сатылатын электроспиннинг/шашу машинасы.
Filmetrics R54 Жартылай өткізгішті және композиттік пластинкаларға арналған кеңейтілген парақ кедергісін салыстыру құралы.