ჩვენ ვიყენებთ ქუქიებს თქვენი გამოცდილების გასაუმჯობესებლად.ამ საიტის დათვალიერების გაგრძელებით თქვენ ეთანხმებით ჩვენს მიერ ქუქიების გამოყენებას.Დამატებითი ინფორმაცია.
ტარებადი წნევის სენსორები დაგეხმარებათ ადამიანის ჯანმრთელობის მონიტორინგში და ადამიანისა და კომპიუტერის ურთიერთქმედების რეალიზებაში.მიმდინარეობს ძალისხმევა წნევის სენსორების შესაქმნელად უნივერსალური მოწყობილობის დიზაინით და მექანიკური სტრესის მიმართ მაღალი მგრძნობელობით.
კვლევა: ქსოვილის ნიმუში დამოკიდებული ტექსტილის პიეზოელექტრული წნევის გადამყვანი ელექტროდაწნული პოლივინილიდენ ფტორიდის ნანობოჭკოების საფუძველზე 50 საქშენებით.სურათის კრედიტი: აფრიკული სტუდია/Shutterstock.com
ჟურნალში npj Flexible Electronics გამოქვეყნებული სტატია იუწყება ქსოვილებისთვის პიეზოელექტრული წნევის გადამყვანების დამზადების შესახებ პოლიეთილენის ტერეფტალატის (PET) ძაფების ძაფებისა და პოლივინილიდენ ფტორიდის (PVDF) ძაფების ძაფების გამოყენებით.შემუშავებული წნევის სენსორის მოქმედება ქსოვის ნიმუშის საფუძველზე წნევის გაზომვასთან მიმართებაში ნაჩვენებია ქსოვილის მასშტაბით, დაახლოებით 2 მეტრით.
შედეგები აჩვენებს, რომ წნევის სენსორის მგრძნობელობა, რომელიც ოპტიმიზირებულია 2/2 კანარდის დიზაინის გამოყენებით, 245%-ით მეტია, ვიდრე 1/1 კანარდის დიზაინის.გარდა ამისა, ოპტიმიზებული ქსოვილების მუშაობის შესაფასებლად გამოყენებული იქნა სხვადასხვა მონაცემები, მათ შორის მოქნილობა, შეკუმშვა, ნაოჭი, გრეხილი და ადამიანის სხვადასხვა მოძრაობები.ამ ნაშრომში ქსოვილზე დაფუძნებული წნევის სენსორი სენსორული პიქსელების მასივით ავლენს სტაბილურ აღქმის მახასიათებლებს და მაღალ მგრძნობელობას.
ბრინჯი.1. PVDF ძაფების და მრავალფუნქციური ქსოვილების მომზადება.50-საქშენიანი ელექტროსპინინგის პროცესის დიაგრამა, რომელიც გამოიყენება PVDF ნანობოჭკოების გასწორებული ხალიჩების დასამზადებლად, სადაც სპილენძის ღეროები მოთავსებულია პარალელურად კონვეიერის ქამარზე და საფეხურები არის სამი შეკრული სტრუქტურის მომზადება ოთხი ფენის მონოფილამენტური ძაფებისგან.b გასწორებული PVDF ბოჭკოების SEM გამოსახულება და დიამეტრის განაწილება.გ ოთხფენიანი ძაფის SEM გამოსახულება.d დაჭიმვის სიმტკიცე და დაჭიმულობა ოთხფენიანი ძაფის გატეხვისას, გრეხილის ფუნქციით.e ოთხფენიანი ძაფის რენტგენის დიფრაქციული ნიმუში, რომელიც აჩვენებს ალფა და ბეტა ფაზების არსებობას.© Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al.(2022)
ინტელექტუალური რობოტებისა და ტარებადი ელექტრონული მოწყობილობების სწრაფმა განვითარებამ გამოიწვია მრავალი ახალი მოწყობილობა, რომელიც დაფუძნებულია მოქნილი წნევის სენსორებზე და მათი გამოყენება ელექტრონიკაში, მრეწველობასა და მედიცინაში სწრაფად ვითარდება.
პიეზოელექტროენერგია არის ელექტრული მუხტი, რომელიც წარმოიქმნება მასალაზე, რომელიც ექვემდებარება მექანიკურ სტრესს.ასიმეტრიულ მასალებში პიეზოელექტროენერგია საშუალებას იძლევა ხაზოვანი შექცევადი ურთიერთობა მექანიკურ სტრესსა და ელექტრულ მუხტს შორის.ამიტომ, როდესაც პიეზოელექტრული მასალის ნაწილი ფიზიკურად დეფორმირებულია, წარმოიქმნება ელექტრული მუხტი და პირიქით.
პიეზოელექტრო მოწყობილობებს შეუძლიათ გამოიყენონ უფასო მექანიკური წყარო, რათა უზრუნველყონ ელექტროენერგიის ალტერნატიული წყარო ელექტრონული კომპონენტებისთვის, რომლებიც მოიხმარენ მცირე ენერგიას.მოწყობილობის ტიპი და სტრუქტურა არის ძირითადი პარამეტრები ელექტრომექანიკური შეერთების საფუძველზე სენსორული მოწყობილობების წარმოებისთვის.მაღალი ძაბვის არაორგანული მასალების გარდა, მექანიკურად მოქნილი ორგანული მასალები ასევე შესწავლილია ტარებად მოწყობილობებში.
ნანობოჭკებად დამუშავებული პოლიმერები ელექტროსპინინგის მეთოდებით ფართოდ გამოიყენება როგორც პიეზოელექტრული ენერგიის შესანახი მოწყობილობები.პიეზოელექტრული პოლიმერული ნანობოჭკოები ხელს უწყობენ ქსოვილზე დაფუძნებული დიზაინის სტრუქტურების შექმნას სატარი აპლიკაციებისთვის, სხვადასხვა გარემოში მექანიკურ ელასტიურობაზე დაფუძნებული ელექტრომექანიკური წარმოქმნით.
ამ მიზნით ფართოდ გამოიყენება პიეზოელექტრული პოლიმერები, მათ შორის PVDF და მისი წარმოებულები, რომლებსაც აქვთ ძლიერი პიეზოელექტრული სიმძლავრე.ეს PVDF ბოჭკოები იჭრება და ტრიალებს ქსოვილებში პიეზოელექტრული აპლიკაციებისთვის, სენსორებისა და გენერატორების ჩათვლით.
სურათი 2. დიდი ფართობის ქსოვილები და მათი ფიზიკური თვისებები.დიდი 2/2 ნეკნის ნიმუშის ფოტო 195 სმ x 50 სმ-მდე.b SEM გამოსახულება 2/2 ქსოვილის ნიმუშისა, რომელიც შედგება ერთი PVDF ქსოვილისგან, რომელიც გადახლართულია ორი PET ფუძით.c მოდული და დაძაბვა შესვენებისას სხვადასხვა ქსოვილებში 1/1, 2/2 და 3/3 ნაჭრის კიდეებით.d არის ქსოვილისთვის გაზომილი დაკიდების კუთხე.© Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al.(2022)
წინამდებარე ნაშრომში, PVDF ნანობოჭკოვანი ძაფებზე დაფუძნებული ქსოვილის გენერატორები აგებულია თანმიმდევრული 50 რეაქტიული ელექტროსპინინგის პროცესის გამოყენებით, სადაც 50 საქშენის გამოყენება ხელს უწყობს ნანობოჭკოვანი ხალიჩების წარმოებას მბრუნავი ლენტის კონვეიერის ქამრის გამოყენებით.სხვადასხვა ქსოვის სტრუქტურები იქმნება PET ნართის გამოყენებით, მათ შორის 1/1 (უბრალო), 2/2 და 3/3 ნეკნები.
წინა ნაშრომში ნათქვამია სპილენძის გამოყენების შესახებ ბოჭკოების გასწორებისთვის გასწორებული სპილენძის მავთულის სახით ბოჭკოების შეგროვების დასარტყამებზე.თუმცა, მიმდინარე სამუშაო შედგება პარალელური სპილენძის ღეროებისგან, რომლებიც ერთმანეთისგან 1,5 სმ-ით არის დაშორებული კონვეიერის ქამარზე, რათა დაეხმარონ სპინერების გასწორებას შემომავალი დამუხტული ბოჭკოებისა და სპილენძის ბოჭკოზე მიმაგრებული ბოჭკოების ზედაპირზე ელექტროსტატიკური ურთიერთქმედების საფუძველზე.
ადრე აღწერილი ტევადი ან პიეზორეზისტიული სენსორებისგან განსხვავებით, ამ ნაშრომში შემოთავაზებული ქსოვილის წნევის სენსორი პასუხობს შეყვანის ძალების ფართო დიაპაზონს 0.02-დან 694 ნიუტონამდე.გარდა ამისა, შემოთავაზებულმა ქსოვილის წნევის სენსორმა შეინარჩუნა თავდაპირველი შეყვანის 81.3% ხუთი სტანდარტული რეცხვის შემდეგ, რაც მიუთითებს წნევის სენსორის გამძლეობაზე.
გარდა ამისა, მგრძნობელობის მნიშვნელობები, რომლებიც აფასებენ ძაბვისა და დენის შედეგებს 1/1, 2/2 და 3/3 ნეკნების ქსოვისთვის, აჩვენებდნენ მაღალი ძაბვის მგრძნობელობას 83 და 36 mV/N 2/2 და 3/3 ნეკნების წნევამდე.3 ქსოვილის სენსორმა აჩვენა 245% და 50% უფრო მაღალი მგრძნობელობა ამ წნევის სენსორებისთვის, შესაბამისად, 24 mV/N ქსოვილის წნევის სენსორთან შედარებით 1/1.
ბრინჯი.3. მთლიანი ტანსაცმლის წნევის სენსორის გაფართოებული გამოყენება.საფენის წნევის სენსორის მაგალითი, რომელიც დამზადებულია 2/2 ღეროვანი ქსოვილისგან, რომელიც ჩასმულია ორი წრიული ელექტროდის ქვეშ წინა ფეხის (თითების ქვემოთ) და ქუსლის მოძრაობის დასადგენად.b სიარულის პროცესში ცალკეული საფეხურების თითოეული ეტაპის სქემატური წარმოდგენა: ქუსლზე დაჯდომა, დამიწება, თითების კონტაქტი და ფეხის აწევა.c ძაბვის გამომავალი სიგნალები სიარულის საფეხურის თითოეული ნაწილის საპასუხოდ სიარულის ანალიზისთვის და d გაძლიერებული ელექტრული სიგნალები, რომლებიც დაკავშირებულია სიარულის თითოეულ ფაზასთან.e სრული ქსოვილის წნევის სენსორის სქემატური მასივი 12-მდე მართკუთხა პიქსელის უჯრედებით გამტარ ხაზებით, რომლებიც შექმნილია თითოეული პიქსელიდან ინდივიდუალური სიგნალების გამოსავლენად.f ელექტრული სიგნალის 3D რუკა, რომელიც წარმოიქმნება თითოეულ პიქსელზე თითის დაჭერით.g ელექტრული სიგნალი აღმოჩენილია მხოლოდ თითის დაჭერით პიქსელში, ხოლო გვერდითი სიგნალი არ წარმოიქმნება სხვა პიქსელებში, რაც ადასტურებს, რომ არ არსებობს ჯვარედინი.© Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al.(2022)
დასკვნის სახით, ეს კვლევა აჩვენებს ძალიან მგრძნობიარე და ტარებად ქსოვილის წნევის სენსორს, რომელიც აერთიანებს PVDF ნანობოჭკოვანი პიეზოელექტრული ძაფებს.წარმოებული წნევის სენსორებს აქვთ შეყვანის ძალების ფართო დიაპაზონი 0.02-დან 694 ნიუტონამდე.
ორმოცდაათი საქშენი გამოიყენებოდა ერთი პროტოტიპის ელექტრო დაწნულ მანქანაზე, ხოლო ნანობოჭკოვანი უწყვეტი ხალიჩა დამზადდა სპილენძის წნელებზე დაფუძნებული სერიული კონვეიერის გამოყენებით.წყვეტილი შეკუმშვის პირობებში, წარმოებულმა 2/2 ნაჭრის ჰემის ქსოვილმა აჩვენა მგრძნობელობა 83 mV/N, რაც დაახლოებით 245% -ით მეტია 1/1 ქსოვილის ჰემის ქსოვილზე.
შემოთავაზებული მთლიანად ნაქსოვი წნევის სენსორები აკონტროლებენ ელექტრულ სიგნალებს მათ ფიზიოლოგიურ მოძრაობებზე, მათ შორის გადახვევის, მოხრის, შეკუმშვის, სირბილისა და სიარულის ჩათვლით.გარდა ამისა, ქსოვილის წნევის მრიცხველები გამძლეობის თვალსაზრისით შედარებულია ჩვეულებრივ ქსოვილებთან, ინარჩუნებენ თავდაპირველი მოსავლიანობის დაახლოებით 81.3%-ს 5 სტანდარტული გარეცხვის შემდეგაც კი.გარდა ამისა, წარმოებული ქსოვილის სენსორი ეფექტურია ჯანდაცვის სისტემაში ელექტრული სიგნალების წარმოქმნით, რომელიც ეფუძნება ადამიანის სიარულის უწყვეტ სეგმენტებს.
Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, HR და სხვ.(2022).ქსოვილის პიეზოელექტრული წნევის სენსორი ელექტროდაწნული პოლივინილიდენის ფტორიდის ნანობოჭკოებზე დაფუძნებული 50 საქშენით, ქსოვის ნიმუშის მიხედვით.მოქნილი ელექტრონიკა npj.https://www.nature.com/articles/s41528-022-00203-6.
პასუხისმგებლობის შეზღუდვა: აქ გამოთქმული მოსაზრებები ეკუთვნის ავტორს მისი პირადი შესაძლებლობებით და სულაც არ ასახავს AZoM.com Limited T/A AZoNetwork-ის, ამ ვებსაიტის მფლობელისა და ოპერატორის შეხედულებებს.ეს უარყოფა არის ამ ვებსაიტის გამოყენების პირობების ნაწილი.
ბჰავნა კავეტი არის მეცნიერი მწერალი ჰაიდერაბადიდან, ინდოეთი.მას აქვს მაგისტრი და დოქტორის ხარისხი ველორის ტექნოლოგიური ინსტიტუტიდან, ინდოეთი.ორგანულ და სამკურნალო ქიმიაში გუანახუატოს უნივერსიტეტიდან, მექსიკა.მისი კვლევითი სამუშაო დაკავშირებულია ჰეტეროციკლებზე დაფუძნებული ბიოაქტიური მოლეკულების შემუშავებასა და სინთეზთან და აქვს მრავალსაფეხურიანი და მრავალკომპონენტიანი სინთეზის გამოცდილება.სადოქტორო კვლევის დროს იგი მუშაობდა სხვადასხვა ჰეტეროციკლზე დაფუძნებული შეკრული და შერწყმული პეპტიდომიმეტური მოლეკულების სინთეზზე, რომლებსაც, სავარაუდოდ, ექნებათ ბიოლოგიური აქტივობის შემდგომი ფუნქციონირების პოტენციალი.დისერტაციებისა და კვლევითი ნაშრომების წერისას მან გამოიკვლია მისი გატაცება სამეცნიერო წერითა და კომუნიკაციით.
ღრუ, ბაფნერი.(2022 წლის 11 აგვისტო).ქსოვილის სრული წნევის სენსორი შექმნილია ტარების ჯანმრთელობის მონიტორინგისთვის.აზონანო.ამოღებულია 2022 წლის 21 ოქტომბერს https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544-დან.
ღრუ, ბაფნერი."ყველა ქსოვილის წნევის სენსორი შექმნილია ტარების ჯანმრთელობის მონიტორინგისთვის".აზონანო.2022 წლის 21 ოქტომბერი.2022 წლის 21 ოქტომბერი.
ღრუ, ბაფნერი."ყველა ქსოვილის წნევის სენსორი შექმნილია ტარების ჯანმრთელობის მონიტორინგისთვის".აზონანო.https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544.(2022 წლის 21 ოქტომბრის მდგომარეობით).
ღრუ, ბაფნერი.2022. ტანსაცმლის ზეწოლის სენსორი შექმნილია ტარების ჯანმრთელობის მონიტორინგისთვის.AZoNano, წვდომა 2022 წლის 21 ოქტომბერს, https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544.
ამ ინტერვიუში AZoNano ესაუბრება პროფესორ ანდრე ნელს ინოვაციურ კვლევაზე, რომელშიც ის მონაწილეობს, რომელიც აღწერს ნანომატარებლის „შუშის ბუშტის“ განვითარებას, რომელსაც შეუძლია დაეხმაროს წამლებს პანკრეასის კიბოს უჯრედებში შეღწევაში.
ამ ინტერვიუში AZoNano ესაუბრება UC Berkeley-ის კინგ კონგ ლის მისი ნობელის პრემიის მფლობელი ტექნოლოგიის, ოპტიკური პინცეტების შესახებ.
ამ ინტერვიუში SkyWater Technology-თან ვესაუბრებით ნახევარგამტარული ინდუსტრიის მდგომარეობას, როგორ უწყობს ხელს ნანოტექნოლოგია ინდუსტრიის ჩამოყალიბებას და მათ ახალ პარტნიორობას.
Inoveno PE-550 არის ყველაზე გაყიდვადი ელექტროსპინინგი/შემფრქვეველი მანქანა უწყვეტი ნანობოჭკოვანი წარმოებისთვის.
Filmetrics R54 ფურცლის წინააღმდეგობის გაუმჯობესებული რუკის ხელსაწყო ნახევარგამტარული და კომპოზიტური ვაფლებისთვის.