ჩვენ ვიყენებთ ქუქი-ფაილებს თქვენი გამოცდილების გასაუმჯობესებლად. ამ საიტის დათვალიერების გაგრძელებით, თქვენ ეთანხმებით ჩვენს მიერ ქუქი-ფაილების გამოყენებას. დამატებითი ინფორმაცია.
ტარებადი წნევის სენსორები ხელს უწყობს ადამიანის ჯანმრთელობის მონიტორინგს და ადამიანსა და კომპიუტერს შორის ურთიერთქმედების განხორციელებას. მიმდინარეობს მუშაობა უნივერსალური დიზაინისა და მექანიკური სტრესის მიმართ მაღალი მგრძნობელობის მქონე წნევის სენსორების შესაქმნელად.
კვლევა: ქსოვის ნიმუშზე დამოკიდებული ტექსტილის პიეზოელექტრული წნევის გადამყვანი, რომელიც დაფუძნებულია ელექტროდ დაწნულ პოლივინილიდენ ფტორიდის ნანოფიბრებზე 50 საქშენით. სურათის ავტორი: African Studio/Shutterstock.com
ჟურნალ npj Flexible Electronics-ში გამოქვეყნებული სტატია ეხება ქსოვილებისთვის პიეზოელექტრული წნევის გადამყვანების დამზადებას პოლიეთილენტერეფტალატის (PET) ძაფის ძაფებისა და პოლივინილიდენ ფტორიდის (PVDF) ძაფების გამოყენებით. შემუშავებული წნევის სენსორის მუშაობა ქსოვის ნიმუშზე დაფუძნებული წნევის გაზომვის მიმართ დემონსტრირებულია დაახლოებით 2 მეტრის ქსოვილის მასშტაბით.
შედეგები აჩვენებს, რომ 2/2 კანარდის დიზაინის გამოყენებით ოპტიმიზებული წნევის სენსორის მგრძნობელობა 245%-ით მაღალია 1/1 კანარდის დიზაინის მგრძნობელობასთან შედარებით. გარდა ამისა, ოპტიმიზებული ქსოვილების მუშაობის შესაფასებლად გამოყენებული იქნა სხვადასხვა შემავალი მონაცემები, მათ შორის მოხრა, შეკუმშვა, დაჭმუჭნება, დაგრეხვა და ადამიანის სხვადასხვა მოძრაობები. ამ ნაშრომში, ქსოვილზე დაფუძნებული წნევის სენსორი სენსორის პიქსელების მასივით ავლენს სტაბილურ აღქმის მახასიათებლებს და მაღალ მგრძნობელობას.
რაისი. 1. PVDF ძაფებისა და მრავალფუნქციური ქსოვილების მომზადება. ა. PVDF ნანოფიბრების გასწორებული ხალიჩების წარმოებისთვის გამოყენებული 50-საქშენიანი ელექტროდაწნული პროცესის დიაგრამა, სადაც სპილენძის ღეროები პარალელურად არის განთავსებული კონვეიერის ლენტზე და ეტაპებია ოთხშრიანი მონოფილამენტური ძაფებისგან სამი ნაქსოვი სტრუქტურის მომზადება. ბ. SEM გამოსახულება და გასწორებული PVDF ბოჭკოების დიამეტრის განაწილება. გ. ოთხშრიანი ძაფის SEM გამოსახულება. დ. ოთხშრიანი ძაფის დაჭიმვის სიმტკიცე და დეფორმაცია გაწყვეტის დროს, როგორც ბრუნვის ფუნქცია. ე. ოთხშრიანი ძაფის რენტგენის დიფრაქციული სურათი, რომელიც აჩვენებს ალფა და ბეტა ფაზების არსებობას. © კიმი, დ.ბ., ჰანი, ჯ., სუნგი, ს.მ., კიმი, მ.ს., ჩოი, ბ.კ., პარკი, ს.ჯ., ჰონგი, ჰ. რ. და სხვ. (2022)
ინტელექტუალური რობოტებისა და ტარებადი ელექტრონული მოწყობილობების სწრაფმა განვითარებამ გამოიწვია მოქნილი წნევის სენსორებზე დაფუძნებული მრავალი ახალი მოწყობილობის გაჩენა და მათი გამოყენება ელექტრონიკაში, მრეწველობასა და მედიცინაში სწრაფად ვითარდება.
პიეზოელექტრობა არის ელექტრული მუხტი, რომელიც წარმოიქმნება მასალაზე, რომელიც ექვემდებარება მექანიკურ სტრესს. ასიმეტრიულ მასალებში პიეზოელექტრობა იძლევა მექანიკურ სტრესსა და ელექტრულ მუხტს შორის წრფივი შექცევადი ურთიერთობის საშუალებას. ამიტომ, როდესაც პიეზოელექტრული მასალის ნაწილი ფიზიკურად დეფორმირდება, წარმოიქმნება ელექტრული მუხტი და პირიქით.
პიეზოელექტრულ მოწყობილობებს შეუძლიათ გამოიყენონ თავისუფალი მექანიკური წყარო, რათა უზრუნველყონ ალტერნატიული ენერგიის წყარო ელექტრონული კომპონენტებისთვის, რომლებიც მცირე ენერგიას მოიხმარენ. მოწყობილობის მასალის ტიპი და სტრუქტურა ელექტრომექანიკური შეერთების საფუძველზე სენსორული მოწყობილობების წარმოებისთვის ძირითადი პარამეტრებია. მაღალი ძაბვის არაორგანული მასალების გარდა, ტარებად მოწყობილობებში შესწავლილია მექანიკურად მოქნილი ორგანული მასალებიც.
ელექტრო დატრიალების მეთოდებით ნანოფიბრებად დამუშავებული პოლიმერები ფართოდ გამოიყენება პიეზოელექტრული ენერგიის შესანახ მოწყობილობებად. პიეზოელექტრული პოლიმერული ნანოფიბრები ხელს უწყობენ ქსოვილზე დაფუძნებული დიზაინის სტრუქტურების შექმნას ტარებადი აპლიკაციებისთვის, სხვადასხვა გარემოში მექანიკური ელასტიურობის საფუძველზე ელექტრომექანიკური გენერაციის უზრუნველყოფით.
ამ მიზნით, ფართოდ გამოიყენება პიეზოელექტრული პოლიმერები, მათ შორის PVDF და მისი წარმოებულები, რომლებსაც აქვთ ძლიერი პიეზოელექტრობა. ეს PVDF ბოჭკოები იჭიმება და ტრიალებს ქსოვილებად პიეზოელექტრული აპლიკაციებისთვის, მათ შორის სენსორებისა და გენერატორებისთვის.
სურათი 2. დიდი ფართობის ქსოვილები და მათი ფიზიკური თვისებები. 195 სმ x 50 სმ-მდე ზომის დიდი 2/2 ნეკნის ნიმუშის ფოტოსურათი. ბ 2/2 ქსოვილის ნიმუშის SEM გამოსახულება, რომელიც შედგება ერთი PVDF ქსოვილისგან, რომელიც გადახლართულია ორ PET ფუძესთან. გ მოდული და დეფორმაცია გაწყვეტის დროს სხვადასხვა ქსოვილში 1/1, 2/2 და 3/3 ქსოვილის კიდეებით. d არის ქსოვილისთვის გაზომილი ჩამოკიდების კუთხე. © კიმი, დ.ბ., ჰანი, ჯ., სუნგი, ს.მ., კიმი, მ.ს., ჩოი, ბ.კ., პარკი, ს.ჯ., ჰონგი, ჰ. რ. და სხვ. (2022)
ამ ნაშრომში, PVDF ნანოფიბრის ძაფებზე დაფუძნებული ქსოვილის გენერატორები აგებულია თანმიმდევრული 50-ჭავლიანი ელექტროდაწნული პროცესის გამოყენებით, სადაც 50 საქშენის გამოყენება ხელს უწყობს ნანოფიბრის ხალიჩების წარმოებას მბრუნავი ქამრის კონვეიერის ლენტის გამოყენებით. PET ძაფის გამოყენებით იქმნება სხვადასხვა ქსოვის სტრუქტურები, მათ შორის 1/1 (უბრალო), 2/2 და 3/3 ქსოვის ნეკნები.
წინა ნაშრომებში აღწერილი იყო სპილენძის გამოყენება ბოჭკოების შესაგროვებელ დოლებზე გასწორებული სპილენძის მავთულების სახით ბოჭკოების გასასწორებლად. თუმცა, ამჟამინდელი ნაშრომი მოიცავს პარალელური სპილენძის ღეროების გამოყენებას, რომლებიც ერთმანეთისგან 1.5 სმ-ით არის დაშორებული კონვეიერის ლენტზე, რათა ხელი შეუწყოს მბრუნავი ღეროების გასწორებას შემომავალ დამუხტულ ბოჭკოებსა და სპილენძის ბოჭკოზე მიმაგრებული ბოჭკოების ზედაპირზე არსებულ მუხტებს შორის ელექტროსტატიკური ურთიერთქმედების საფუძველზე.
ადრე აღწერილი ტევადური ან პიეზორეზისტული სენსორებისგან განსხვავებით, ამ ნაშრომში შემოთავაზებული ქსოვილის წნევის სენსორი რეაგირებს შემავალი ძალების ფართო დიაპაზონზე 0.02-დან 694 ნიუტონამდე. გარდა ამისა, შემოთავაზებულ ქსოვილის წნევის სენსორმა შეინარჩუნა თავდაპირველი შემავალი სიგნალის 81.3% ხუთი სტანდარტული რეცხვის შემდეგ, რაც მიუთითებს წნევის სენსორის გამძლეობაზე.
გარდა ამისა, 1/1, 2/2 და 3/3 ნეკნის ქსოვის ძაბვისა და დენის შედეგების შეფასების მგრძნობელობის მნიშვნელობებმა აჩვენა მაღალი ძაბვის მგრძნობელობა 83 და 36 mV/N ნეკნის 2/2 და 3/3 წნევის მიმართ. 3 ქსოვილის სენსორმა აჩვენა 245%-ით და 50%-ით მაღალი მგრძნობელობა ამ წნევის სენსორებისთვის, შესაბამისად, 24 mV/N ქსოვილის წნევის სენსორ 1/1-თან შედარებით.
რაისი. 3. სრული ქსოვილის წნევის სენსორის გაფართოებული გამოყენება. ა) 2/2 ნაქსოვი ნეკნებიანი ქსოვილისგან დამზადებული ტერფის წნევის სენსორის მაგალითი, რომელიც ჩასმულია ორი წრიული ელექტროდის ქვეშ ტერფის წინა ნაწილის (თითების ქვემოთ) და ქუსლის მოძრაობის დასადგენად. ბ) სიარულის პროცესში ინდივიდუალური ნაბიჯების თითოეული ეტაპის სქემატური წარმოდგენა: ქუსლთან დაშვება, დამიწება, თითებთან კონტაქტი და ფეხის აწევა. გ) ძაბვის გამომავალი სიგნალები სიარულის ნაბიჯის თითოეულ ნაწილზე საპასუხოდ სიარულის ანალიზისთვის და დ) სიარულის თითოეულ ფაზასთან დაკავშირებული გაძლიერებული ელექტრული სიგნალები. ე) სრული ქსოვილის წნევის სენსორის სქემა 12-მდე მართკუთხა პიქსელის უჯრედის მასივით გამტარი ხაზებით, რომლებიც შექმნილია თითოეული პიქსელიდან ინდივიდუალური სიგნალების აღმოსაჩენად. ვ) თითოეულ პიქსელზე თითის დაჭერით გენერირებული ელექტრული სიგნალის 3D რუკა. ზ) ელექტრული სიგნალი აღმოჩენილია მხოლოდ თითით დაჭერილ პიქსელში და სხვა პიქსელებში გვერდითი სიგნალი არ გენერირდება, რაც ადასტურებს, რომ არ არსებობს ჯვარედინი კომუნიკაცია. © კიმი, დ.ბ., ჰანი, ჯ., სუნგი, ს.მ., კიმი, მ.ს., ჩოი, ბ.კ., პარკი, ს.ჯ., ჰონგი, ჰ. რ. და სხვ. (2022)
დასკვნის სახით, ეს კვლევა აჩვენებს მაღალმგრძნობიარე და ტარებად ვარგის ქსოვილის წნევის სენსორს, რომელიც შეიცავს PVDF ნანოფიბრის პიეზოელექტრულ ძაფებს. წარმოებულ წნევის სენსორებს აქვთ შეყვანის ძალების ფართო დიაპაზონი 0.02-დან 694 ნიუტონამდე.
ერთ პროტოტიპ ელექტრო საქსოვი მანქანაზე გამოყენებული იქნა ორმოცდაათი საქშენი და ნანოფიბრების უწყვეტი ხალიჩა დამზადდა სპილენძის ღეროებზე დაფუძნებული პარტიული კონვეიერის გამოყენებით. წყვეტილი შეკუმშვის დროს, წარმოებულმა 2/2 ნაქსოვი კიდეს ქსოვილმა აჩვენა 83 mV/N მგრძნობელობა, რაც დაახლოებით 245%-ით მეტია 1/1 ნაქსოვი კიდეს ქსოვილთან შედარებით.
შემოთავაზებული მთლიანად ნაქსოვი წნევის სენსორები აკონტროლებენ ელექტრულ სიგნალებს ფიზიოლოგიური მოძრაობების, მათ შორის დაგრეხვის, მოხრის, მოჭერის, სირბილისა და სიარულის, დაქვემდებარებით. გარდა ამისა, ქსოვილის ეს წნევის საზომები გამძლეობის თვალსაზრისით შედარებადია ჩვეულებრივ ქსოვილებთან და ინარჩუნებს თავდაპირველი გამოსავლის დაახლოებით 81.3%-ს 5 სტანდარტული რეცხვის შემდეგაც კი. გარდა ამისა, წარმოებული ქსოვილის სენსორი ეფექტურია ჯანდაცვის სისტემაში ადამიანის სიარულის უწყვეტი სეგმენტების საფუძველზე ელექტრული სიგნალების გენერირებით.
კიმი, დ.ბ., ჰანი, ჯ., სუნგი, ს.მ., კიმი, მ.ს., ჩოი, ბ.კ., პარკი, ს.ჯ., ჰონგი, ჰ.რ. და სხვ. (2022). ქსოვილის პიეზოელექტრული წნევის სენსორი, რომელიც დაფუძნებულია ელექტროდწნილ პოლივინილიდენ ფტორიდის ნანოფიბრებზე 50 საქშენით, ქსოვის ნიმუშის მიხედვით. მოქნილი ელექტრონიკის npj. https://www.nature.com/articles/s41528-022-00203-6.
გაფრთხილება: აქ გამოთქმული შეხედულებები ეკუთვნის ავტორს პირადად და არ ასახავს აუცილებლად AZoM.com Limited T/A AZoNetwork-ის, ამ ვებსაიტის მფლობელისა და ოპერატორის, შეხედულებებს. ეს გაფრთხილება ამ ვებსაიტის გამოყენების პირობების ნაწილია.
ბჰავნა კავეტი სამეცნიერო მწერალია ჰაიდარაბადიდან, ინდოეთი. მას აქვს მაგისტრის და მედიცინის დოქტორის ხარისხი ველორის ტექნოლოგიური ინსტიტუტიდან, ინდოეთი. მას აქვს ორგანული და სამკურნალო ქიმიის მაგისტრის ხარისხი გუანახუატოს უნივერსიტეტიდან, მექსიკა. მისი კვლევითი სამუშაოები დაკავშირებულია ჰეტეროციკლებზე დაფუძნებული ბიოაქტიური მოლეკულების შემუშავებასა და სინთეზთან და მას აქვს გამოცდილება მრავალსაფეხურიან და მრავალკომპონენტიან სინთეზში. დოქტორანტურის კვლევის დროს იგი მუშაობდა სხვადასხვა ჰეტეროციკლებზე დაფუძნებული შეკავშირებული და შერწყმული პეპტიდომიმეტური მოლეკულების სინთეზზე, რომლებსაც, სავარაუდოდ, ექნებათ ბიოლოგიური აქტივობის შემდგომი ფუნქციონალიზაციის პოტენციალი. დისერტაციებისა და სამეცნიერო ნაშრომების წერისას, მან შეისწავლა თავისი გატაცება სამეცნიერო წერისა და კომუნიკაციის მიმართ.
ღრუ, ბაფნერი. (2022 წლის 11 აგვისტო). ქსოვილისგან დამზადებული წნევის სენსორი, შექმნილი ტარებადი მოწყობილობების ჯანმრთელობის მონიტორინგისთვის. AZonano. წაკითხვის თარიღი: 2022 წლის 21 ოქტომბერი, https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544.
ღრუ, ბაფნერი. „მთლიანად ქსოვილოვანი წნევის სენსორი, რომელიც შექმნილია ტარებადი მოწყობილობებით ჯანმრთელობის მონიტორინგისთვის“. AZonano.2022 წლის 21 ოქტომბერი.2022 წლის 21 ოქტომბერი.
ღრუ, ბაფნერი. „მთლიანად ქსოვილოვანი წნევის სენსორი, რომელიც შექმნილია ტარებადი მოწყობილობებით ჯანმრთელობის მონიტორინგისთვის“. AZonano. https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544. (2022 წლის 21 ოქტომბრის მდგომარეობით).
ღრუ, ბაფნერი. 2022. მთლიანად ქსოვილისგან დამზადებული წნევის სენსორი, შექმნილი ტარებადი მოწყობილობების ჯანმრთელობის მონიტორინგისთვის. AZoNano, წვდომა 2022 წლის 21 ოქტომბერს, https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544.
ამ ინტერვიუში AZoNano პროფესორ ანდრე ნელთან საუბრობს ინოვაციურ კვლევაზე, რომელშიც ის მონაწილეობს და რომელიც აღწერს „მინის ბუშტის“ ნანომატარებლის შემუშავებას, რომელსაც შეუძლია წამლების პანკრეასის კიბოს უჯრედებში შეღწევაში დახმარება.
ამ ინტერვიუში AZoNano კალიფორნიის უნივერსიტეტის (ბერკლის) პროფესორ კინგ კონგ ლისთან საუბრობს მის მიერ შექმნილ ნობელის პრემიის ლაურეატ ტექნოლოგიაზე, ოპტიკურ პინცეტებზე.
ამ ინტერვიუში SkyWater Technology-სთან ნახევარგამტარული ინდუსტრიის მდგომარეობაზე, იმაზე, თუ როგორ უწყობს ხელს ნანოტექნოლოგია ინდუსტრიის ფორმირებას და მათ ახალ პარტნიორობაზე ვსაუბრობთ.
Inoveno PE-550 არის ყველაზე გაყიდვადი ელექტროდაწნული/შესხურების მანქანა ნანოფიბრის უწყვეტი წარმოებისთვის.
Filmetrics R54 - ნახევარგამტარული და კომპოზიტური ვაფლებისთვის განკუთვნილი ფურცლის წინააღმდეგობის რუკების შედგენის მოწინავე ინსტრუმენტი.