Kami menggunakan kuki untuk meningkatkan pengalaman anda.Dengan meneruskan melayari tapak ini, anda bersetuju dengan penggunaan kuki kami.Maklumat tambahan.
Penderia tekanan boleh pakai boleh membantu memantau kesihatan manusia dan merealisasikan interaksi manusia-komputer.Usaha sedang dijalankan untuk mencipta penderia tekanan dengan reka bentuk peranti universal dan kepekaan tinggi terhadap tekanan mekanikal.
Kajian: Anyaman transduser tekanan piezoelektrik tekstil yang bergantung kepada corak berdasarkan nanofiber polivinilidena fluorida elektrospun dengan 50 muncung.Kredit Imej: African Studio/Shutterstock.com
Satu artikel yang diterbitkan dalam jurnal npj Flexible Electronics melaporkan tentang pembuatan transduser tekanan piezoelektrik untuk fabrik menggunakan benang meledingkan polietilena tereftalat (PET) dan benang pakan polivinilidena fluorida (PVDF).Prestasi penderia tekanan yang dibangunkan berhubung dengan pengukuran tekanan berdasarkan corak tenunan ditunjukkan pada skala kain kira-kira 2 meter.
Keputusan menunjukkan bahawa sensitiviti sensor tekanan yang dioptimumkan menggunakan reka bentuk 2/2 canard adalah 245% lebih tinggi daripada reka bentuk 1/1 canard.Di samping itu, pelbagai input digunakan untuk menilai prestasi fabrik yang dioptimumkan, termasuk fleksi, memicit, berkedut, memulas, dan pelbagai pergerakan manusia.Dalam kerja ini, sensor tekanan berasaskan tisu dengan susunan piksel sensor mempamerkan ciri persepsi yang stabil dan kepekaan yang tinggi.
nasi.1. Penyediaan benang PVDF dan fabrik pelbagai fungsi.Gambar rajah proses elektrospinning 50 muncung yang digunakan untuk menghasilkan tikar sejajar PVDF nanofibers, di mana rod kuprum diletakkan selari pada tali pinggang penghantar, dan langkah-langkahnya adalah untuk menyediakan tiga struktur jalinan daripada filamen monofilamen empat lapisan.b imej SEM dan taburan diameter gentian PVDF sejajar.c imej SEM bagi benang empat lapis.d Kekuatan tegangan dan terikan apabila putus benang empat lapis sebagai fungsi lilitan.e Corak pembelauan sinar-X bagi benang empat lapis yang menunjukkan kehadiran fasa alfa dan beta.© Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al.(2022)
Perkembangan pesat robot pintar dan peranti elektronik boleh pakai telah menimbulkan banyak peranti baharu berdasarkan penderia tekanan fleksibel, dan aplikasinya dalam elektronik, industri dan perubatan sedang berkembang pesat.
Piezoelektrik ialah cas elektrik yang dihasilkan pada bahan yang mengalami tekanan mekanikal.Piezoelektrik dalam bahan asimetri membolehkan hubungan boleh balik linear antara tegasan mekanikal dan cas elektrik.Oleh itu, apabila sekeping bahan piezoelektrik berubah bentuk secara fizikal, cas elektrik tercipta, dan sebaliknya.
Peranti piezoelektrik boleh menggunakan sumber mekanikal percuma untuk menyediakan sumber kuasa alternatif bagi komponen elektronik yang menggunakan sedikit kuasa.Jenis bahan dan struktur peranti adalah parameter utama untuk pengeluaran peranti sentuh berdasarkan gandingan elektromekanikal.Selain bahan bukan organik voltan tinggi, bahan organik yang fleksibel secara mekanikal juga telah diterokai dalam peranti boleh pakai.
Polimer yang diproses menjadi nanofibers dengan kaedah electrospinning digunakan secara meluas sebagai peranti penyimpanan tenaga piezoelektrik.Nanofibers polimer piezoelektrik memudahkan penciptaan struktur reka bentuk berasaskan fabrik untuk aplikasi boleh pakai dengan menyediakan penjanaan elektromekanikal berdasarkan keanjalan mekanikal dalam pelbagai persekitaran.
Untuk tujuan ini, polimer piezoelektrik digunakan secara meluas, termasuk PVDF dan derivatifnya, yang mempunyai piezoelektrik yang kuat.Gentian PVDF ini dilukis dan dipintal ke dalam fabrik untuk aplikasi piezoelektrik termasuk penderia dan penjana.
Rajah 2. Tisu kawasan besar dan sifat fizikalnya.Gambar corak rusuk pakan 2/2 besar sehingga 195 cm x 50 cm.b Imej SEM bagi corak pakan 2/2 yang terdiri daripada satu pakan PVDF yang dijalin dengan dua tapak PET.c Modulus dan terikan semasa putus dalam pelbagai fabrik dengan 1/1, 2/2 dan 3/3 tepi pakan.d ialah sudut gantung yang diukur untuk fabrik.© Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al.(2022)
Dalam kerja ini, penjana fabrik berdasarkan filamen nanofiber PVDF dibina menggunakan proses elektrospinning 50-jet berurutan, di mana penggunaan 50 muncung memudahkan penghasilan tikar nanofiber menggunakan tali pinggang penghantar berputar.Pelbagai struktur tenunan dicipta menggunakan benang PET, termasuk 1/1 (polos), 2/2 dan 3/3 rusuk pakan.
Kerja terdahulu telah melaporkan penggunaan kuprum untuk penjajaran gentian dalam bentuk wayar kuprum yang dijajarkan pada dram pengumpulan gentian.Walau bagaimanapun, kerja semasa terdiri daripada rod kuprum selari dengan jarak 1.5 cm pada satu tali pinggang penghantar untuk membantu menjajarkan spinneret berdasarkan interaksi elektrostatik antara gentian bercas yang masuk dan cas pada permukaan gentian yang dilekatkan pada gentian kuprum.
Tidak seperti penderia kapasitif atau piezoresistif yang diterangkan sebelum ini, penderia tekanan tisu yang dicadangkan dalam kertas ini bertindak balas kepada pelbagai daya input daripada 0.02 hingga 694 Newton.Selain itu, penderia tekanan fabrik yang dicadangkan mengekalkan 81.3% daripada input asalnya selepas lima cucian standard, menunjukkan ketahanan penderia tekanan.
Di samping itu, nilai kepekaan menilai keputusan voltan dan arus untuk mengait rusuk 1/1, 2/2, dan 3/3 menunjukkan kepekaan voltan tinggi 83 dan 36 mV/N kepada tekanan rusuk 2/2 dan 3/3.3 sensor weft masing-masing menunjukkan 245% dan 50% sensitiviti yang lebih tinggi untuk sensor tekanan ini, berbanding dengan sensor tekanan weft 24 mV/N 1/1.
nasi.3. Aplikasi diperluaskan penderia tekanan kain penuh.Contoh penderia tekanan insole yang diperbuat daripada fabrik rusuk 2/2 pakan yang dimasukkan di bawah dua elektrod bulat untuk mengesan kaki depan (tepat di bawah jari kaki) dan pergerakan tumit.b Perwakilan skematik setiap peringkat langkah individu dalam proses berjalan: pendaratan tumit, pembumian, sentuhan jari kaki dan angkat kaki.c Isyarat keluaran voltan sebagai tindak balas kepada setiap bahagian langkah gait untuk analisis gait dan d Isyarat elektrik diperkuat yang dikaitkan dengan setiap fasa gait.e Skema penderia tekanan tisu penuh dengan susunan sehingga 12 sel piksel segi empat tepat dengan garis konduktif bercorak untuk mengesan isyarat individu daripada setiap piksel.f Peta 3D bagi isyarat elektrik yang dihasilkan dengan menekan jari pada setiap piksel.g Isyarat elektrik hanya dikesan dalam piksel yang ditekan jari, dan tiada isyarat sisi dijana dalam piksel lain, mengesahkan bahawa tiada crosstalk.© Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al.(2022)
Kesimpulannya, kajian ini menunjukkan sensor tekanan tisu yang sangat sensitif dan boleh pakai yang menggabungkan filamen piezoelektrik nanofiber PVDF.Penderia tekanan yang dihasilkan mempunyai pelbagai daya input dari 0.02 hingga 694 Newton.
Lima puluh muncung digunakan pada satu mesin pemutar elektrik prototaip, dan tikar nanofiber berterusan dihasilkan menggunakan penghantar kelompok berdasarkan rod kuprum.Di bawah pemampatan terputus-putus, fabrik labuh pakan 2/2 yang dihasilkan menunjukkan sensitiviti 83 mV/N, iaitu kira-kira 245% lebih tinggi daripada fabrik labuh pakan 1/1.
Penderia tekanan semua tenunan yang dicadangkan memantau isyarat elektrik dengan menundukkannya kepada pergerakan fisiologi, termasuk memusing, membongkok, memerah, berlari dan berjalan.Selain itu, tolok tekanan fabrik ini setanding dengan fabrik konvensional dari segi ketahanan, mengekalkan kira-kira 81.3% daripada hasil asalnya walaupun selepas 5 cucian standard.Selain itu, penderia tisu yang dihasilkan berkesan dalam sistem penjagaan kesihatan dengan menjana isyarat elektrik berdasarkan segmen berterusan berjalan seseorang.
Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, HR, et al.(2022).Penderia tekanan piezoelektrik fabrik berdasarkan nanofiber polivinilidena fluorida electrospun dengan 50 muncung, bergantung pada corak tenunan.Elektronik fleksibel npj.https://www.nature.com/articles/s41528-022-00203-6.
Penafian: Pandangan yang dinyatakan di sini adalah pandangan pengarang atas kapasiti peribadinya dan tidak semestinya mencerminkan pandangan AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, pemilik dan pengendali laman web ini.Penafian ini adalah sebahagian daripada syarat penggunaan laman web ini.
Bhavna Kaveti ialah seorang penulis sains dari Hyderabad, India.Beliau memegang MSc dan MD dari Institut Teknologi Vellore, India.dalam kimia organik dan perubatan dari Universiti Guanajuato, Mexico.Kerja penyelidikannya berkaitan dengan pembangunan dan sintesis molekul bioaktif berdasarkan heterokitar, dan dia mempunyai pengalaman dalam sintesis berbilang langkah dan berbilang komponen.Semasa penyelidikan kedoktorannya, beliau mengusahakan sintesis pelbagai molekul peptidomimetik terikat dan bercantum berasaskan hetero kitaran yang dijangka berpotensi untuk menfungsikan lagi aktiviti biologi.Semasa menulis disertasi dan kertas penyelidikan, dia meneroka minatnya untuk penulisan saintifik dan komunikasi.
Rongga, Buffner.(11 Ogos 2022).Sensor tekanan fabrik penuh direka untuk pemantauan kesihatan boleh pakai.AZonano.Diperoleh pada 21 Oktober 2022 daripada https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544.
Rongga, Buffner."Penderia tekanan semua tisu direka untuk pemantauan kesihatan boleh pakai".AZonano.21 Oktober 2022 .21 Oktober 2022 .
Rongga, Buffner."Penderia tekanan semua tisu direka untuk pemantauan kesihatan boleh pakai".AZonano.https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544.(Setakat 21 Oktober 2022).
Rongga, Buffner.2022. Penderia tekanan semua kain direka untuk pemantauan kesihatan boleh pakai.AZoNano, diakses 21 Oktober 2022, https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544.
Dalam temu bual ini, AZoNano bercakap dengan Profesor André Nel tentang kajian inovatif yang diceburinya yang menerangkan pembangunan nanocarrier "gelembung kaca" yang boleh membantu ubat memasuki sel kanser pankreas.
Dalam temu bual ini, AZoNano bercakap dengan King Kong Lee dari UC Berkeley tentang teknologinya yang memenangi Hadiah Nobel, pinset optik.
Dalam temu bual ini, kami bercakap dengan SkyWater Technology tentang keadaan industri semikonduktor, cara nanoteknologi membantu membentuk industri, dan perkongsian baharu mereka.
Inoveno PE-550 ialah mesin electrospinning/penyembur terlaris untuk pengeluaran nanofiber berterusan.
Filmetrics R54 Alat pemetaan rintangan helaian lanjutan untuk wafer semikonduktor dan komposit.