Wy brûke cookies om jo ûnderfining te ferbetterjen. Troch troch te gean mei it blêdzjen fan dizze side, geane jo akkoard mei ús gebrûk fan cookies. Oanfoljende ynformaasje.
Draachbere druksensors kinne helpe by it kontrolearjen fan minsklike sûnens en it realisearjen fan minske-kompjûter-ynteraksje. Der wurdt wurke oan 'e gong om druksensors te meitsjen mei in universeel apparaatûntwerp en hege gefoelichheid foar meganyske stress.
Undersyk: Weavepatroan-ôfhinklike tekstyl piezoelektryske druktransducer basearre op elektrosponnen polyvinylideenfluoride-nanovezels mei 50 nozzles. Ofbyldingskredyt: African Studio/Shutterstock.com
In artikel publisearre yn it tydskrift npj Flexible Electronics rapportearret oer de fabrikaazje fan piëzoelektryske druktransducers foar stoffen mei gebrûk fan polyetyleentereftalaat (PET) kettinggarens en polyvinylideenfluoride (PVDF) ynslachgarens. De prestaasjes fan 'e ûntwikkele druksensor yn relaasje ta drukmjitting basearre op it weefpatroan wurde demonstrearre op in stofskaal fan sawat 2 meter.
De resultaten litte sjen dat de gefoelichheid fan in druksensor dy't optimalisearre is mei it 2/2 canard-ûntwerp 245% heger is as dy fan it 1/1 canard-ûntwerp. Derneist waarden ferskate ynputs brûkt om de prestaasjes fan 'e optimalisearre stoffen te evaluearjen, ynklusyf fleksje, knypjen, kreuken, draaien en ferskate minsklike bewegingen. Yn dit wurk toant in weefselbasearre druksensor mei in sensorpikselarray stabile waarnimmingskarakteristiken en hege gefoelichheid.
Rice. 1. Tarieding fan PVDF-triedden en multifunksjonele stoffen. in Diagram fan in elektrospinproses mei 50 nozzles dat brûkt wurdt om rjochte matten fan PVDF-nanovezels te produsearjen, wêrby't koperen stangen parallel op in transportband pleatst wurde, en de stappen binne om trije flechte struktueren te tarieden fan fjouwerlaachse monofilamentfilamenten. b SEM-ôfbylding en diameterferdieling fan rjochte PVDF-vezels. c SEM-ôfbylding fan in fjouwerlaachs garen. d Treksterkte en spanning by brek fan in fjouwerlaachs garen as funksje fan twist. e Röntgendiffraksjepatroan fan in fjouwerlaachs garen dat de oanwêzigens fan alfa- en beta-fazen sjen lit. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al. (2022)
De rappe ûntwikkeling fan yntelliginte robots en draachbere elektroanyske apparaten hat oanlieding jûn ta in protte nije apparaten basearre op fleksibele druksensors, en har tapassingen yn elektroanika, yndustry en medisinen ûntwikkelje har rap.
Piëzo-elektrisiteit is in elektryske lading dy't generearre wurdt op in materiaal dat ûnderwurpen wurdt oan meganyske stress. Piëzo-elektrisiteit yn asymmetryske materialen makket in lineêre omkearbere relaasje mooglik tusken meganyske stress en elektryske lading. Dêrom, as in stik piëzo-elektrysk materiaal fysyk misfoarme wurdt, wurdt in elektryske lading makke, en oarsom.
Piëzoelektryske apparaten kinne in frije meganyske boarne brûke om in alternative stroomboarne te leverjen foar elektroanyske komponinten dy't in bytsje stroom ferbrûke. It type materiaal en de struktuer fan it apparaat binne wichtige parameters foar de produksje fan oanraakapparaten basearre op elektromechanyske koppeling. Neist anorganyske materialen mei hege spanning binne ek meganysk fleksibele organyske materialen ûndersocht yn draachbere apparaten.
Polymeren dy't ferwurke binne ta nanofibers troch elektrospinningmetoaden wurde breed brûkt as piëzoelektryske enerzjyopslachapparaten. Piëzoelektryske polymearnanofibers fasilitearje de skepping fan op stof basearre ûntwerpstrukturen foar draachbere tapassingen troch elektromechanyske generaasje te leverjen basearre op meganyske elastisiteit yn in ferskaat oan omjouwings.
Foar dit doel wurde piëzoelektryske polymearen in soad brûkt, ynklusyf PVDF en syn derivaten, dy't sterke piëzoelektrisiteit hawwe. Dizze PVDF-fezels wurde lutsen en spûn ta stoffen foar piëzoelektryske tapassingen, ynklusyf sensoren en generators.
Figuer 2. Grut oerflakweefsel en harren fysike eigenskippen. Foto fan in grut 2/2 weft ribpatroan oant 195 sm x 50 sm. b SEM-ôfbylding fan in 2/2 weftpatroan besteande út ien PVDF-weft tusken twa PET-bases. c Modulus en rek by breuk yn ferskate stoffen mei 1/1, 2/2 en 3/3 weftrânen. d is de hingjende hoeke metten foar de stof. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al. (2022)
Yn it hjoeddeiske wurk wurde stofgenerators basearre op PVDF-nanovezelfilamenten konstruearre mei in sekwinsjeel 50-jet elektrospinproses, wêrby't it gebrûk fan 50 nozzles de produksje fan nanovezelmatten mei in rotearjende transportband fasilitearret. Ferskate weefstrukturen wurde makke mei PET-garen, ynklusyf 1/1 (gewoan), 2/2 en 3/3 weftribben.
Earder wurk hat it gebrûk fan koper foar it útrjochtsjen fan fezels rapportearre yn 'e foarm fan útrjochte koperen triedden op fezelsammeltrommels. It hjoeddeiske wurk bestiet lykwols út parallelle koperen stangen dy't 1,5 sm útinoar steane op in transportband om de spindoppen te helpen útrjochtsjen op basis fan elektrostatyske ynteraksjes tusken ynkommende laden fezels en ladingen op it oerflak fan 'e fezels dy't oan 'e koperfaser fêstmakke binne.
Oars as earder beskreaune kapasitive of piezoresistive sensoren, reagearret de weefseldruksensor dy't yn dit artikel foarsteld wurdt op in breed skala oan ynfierkrêften fan 0,02 oant 694 Newton. Derneist behâlde de foarstelde stofdruksensor 81,3% fan syn oarspronklike ynfier nei fiif standert waskbeurten, wat de duorsumens fan 'e druksensor oanjout.
Derneist lieten gefoelichheidswearden dy't spanning- en stroomresultaten evaluearren foar 1/1, 2/2 en 3/3 ribbreidzjen in hege spanningsgefoelichheid sjen fan 83 en 36 mV/N oant 2/2 en 3/3 ribdruk. 3 ynslachsensors lieten in 245% en 50% hegere gefoelichheid sjen foar dizze druksensors, respektivelik, yn ferliking mei de 24 mV/N ynslachdruksensor 1/1.
Rice. 3. Útwreide tapassing fan in folsleine stofdruksensor. in Foarbyld fan in binnensoaldruksensor makke fan 2/2 weft geribbelde stof ynfoege ûnder twa sirkelfoarmige elektroden om de foarfoet (krekt ûnder de teannen) en hakbeweging te detektearjen. b Skematyske werjefte fan elke faze fan 'e yndividuele stappen yn it kuierproses: haklâning, grûnjen, teankontakt en skonklift. c Spanningsútfiersignalen yn reaksje op elk diel fan 'e gongstap foar gonganalyse en d Fersterke elektryske sinjalen dy't ferbûn binne mei elke faze fan 'e gong. e Skematyske foarstelling fan in folsleine weefseldruksensor mei in array fan maksimaal 12 rjochthoekige pikselsellen mei geleidende linen dy't patroanearre binne om yndividuele sinjalen fan elke piksel te detektearjen. f In 3D-kaart fan it elektryske sinjaal generearre troch in finger op elke piksel te drukken. g In elektrysk sinjaal wurdt allinich detektearre yn 'e finger-oandreaune piksel, en gjin sydsinjaal wurdt generearre yn oare piksels, wat befêstiget dat der gjin oerspraak is. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al. (2022)
Konklúzjend demonstrearret dizze stúdzje in tige gefoelige en draachbere weefseldruksensor mei PVDF-nanovezel piëzoelektryske filamenten. Produsearre druksensors hawwe in breed skala oan ynfierkrêften fan 0,02 oant 694 Newton.
Fyftich nozzles waarden brûkt op ien prototype elektryske spinmasine, en in trochgeande mat fan nanofibers waard produsearre mei in batchtransportband basearre op koperen stangen. Under yntermitterende kompresje liet de produsearre 2/2 weft zoomstof in gefoelichheid sjen fan 83 mV/N, wat sawat 245% heger is as de 1/1 weft zoomstof.
De foarstelde folslein woven druksensors kontrolearje elektryske sinjalen troch se te ûnderwerpen oan fysiologyske bewegingen, ynklusyf draaien, bûgen, knypjen, rinnen en kuierjen. Derneist binne dizze stofdrukmeters te fergelykjen mei konvinsjonele stoffen yn termen fan duorsumens, en behâlde se sawat 81,3% fan har oarspronklike opbringst sels nei 5 standert waskbeurten. Derneist is de produsearre weefselsensor effektyf yn it sûnenssoarchsysteem troch elektryske sinjalen te generearjen basearre op trochgeande segminten fan it kuierjen fan in persoan.
Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, HR, et al. (2022). Piëzoelektryske druksensor fan stof basearre op elektrosponnen polyvinylideenfluoride-nanovezels mei 50 nozzles, ôfhinklik fan it weefpatroan. Fleksibele elektroanika npj. https://www.nature.com/articles/s41528-022-00203-6.
Disclaimer: De hjir útsprutsen mieningen binne dy fan 'e auteur yn syn persoanlike kapasiteit en reflektearje net needsaaklik de mieningen fan AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, de eigener en eksploitant fan dizze webside. Dizze disclaimer makket diel út fan 'e gebrûksbetingsten fan dizze webside.
Bhavna Kaveti is in wittenskipskriuwster út Hyderabad, Yndia. Se hat in MSc en MD fan it Vellore Institute of Technology, Yndia, yn organyske en medisinale skiekunde fan 'e Universiteit fan Guanajuato, Meksiko. Har ûndersykswurk is relatearre oan 'e ûntwikkeling en synteze fan bioaktive molekulen basearre op heterosyklusen, en se hat ûnderfining yn mearstaps- en mearkomponintsynteze. Tidens har doktoraalûndersyk wurke se oan 'e synteze fan ferskate heterosyklus-basearre bûne en fusearre peptidomimetyske molekulen dy't nei ferwachting de potinsje hawwe om biologyske aktiviteit fierder te funksjonalisearjen. By it skriuwen fan dissertaasjes en ûndersykspapieren ûndersocht se har passy foar wittenskiplik skriuwen en kommunikaasje.
Holte, Buffner. (11 augustus 2022). Folsleine stofdruksensor ûntworpen foar draachbere sûnensmonitoring. AZonano. Ophelle 21 oktober 2022 fan https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544.
Cavity, Buffner. "In weefseldruksensor ûntworpen foar draachbere sûnensmonitoring". AZonano.21 oktober 2022.21 oktober 2022.
Cavity, Buffner. "In weefseldruksensor ûntworpen foar draachbere sûnensmonitoring". AZonano. https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544. (Fan 21 oktober 2022).
Cavity, Buffner. 2022. Druksensor fan stof ûntworpen foar draachbere sûnensmonitoring. AZoNano, tagong 21 oktober 2022, https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544.
Yn dit ynterview praat AZoNano mei professor André Nel oer in ynnovative stúdzje dêr't er by belutsen is, dy't de ûntwikkeling beskriuwt fan in "glêzen bubbel" nanodrager dy't medisinen helpe kin om pankreaskankersellen yn te gean.
Yn dit ynterview praat AZoNano mei King Kong Lee fan UC Berkeley oer syn Nobelpriiswinnende technology, optyske pinsetten.
Yn dit ynterview prate wy mei SkyWater Technology oer de steat fan 'e healgeleideryndustry, hoe't nanotechnology helpt om de yndustry foarm te jaan, en harren nije gearwurking.
Inoveno PE-550 is de bêstferkeapjende elektrospin-/spuitmasine foar trochgeande nanofiberproduksje.
Filmetrics R54 Avansearre ark foar it mappen fan plaatresistinsje foar healgeleider- en gearstalde wafers.