نستخدم ملفات تعريف الارتباط لتحسين تجربتك. من خلال الاستمرار في تصفح هذا الموقع ، فإنك توافق على استخدامنا لملفات تعريف الارتباط. معلومات إضافية.
يمكن أن تساعد مستشعرات الضغط القابلة للارتداء في مراقبة صحة الإنسان وتحقيق تفاعل الحاسوب البشري. الجهود مستمرة لإنشاء مستشعرات الضغط مع تصميم أجهزة عالمي وحساسية عالية للإجهاد الميكانيكي.
الدراسة: نمط النسيج المعتمد على النسيج محول الضغط الكهروإجهادي على أساس النانوفيات النانوي للفلورايد polyvinylidene electrospun مع 50 فتحة. الصورة الائتمان: African Studio/Shutterstock.com
مقال نشر في مجلة NPJ الإلكترونيات المرنة عن تصنيع محولات الضغط الكهروضوئية للأقمشة باستخدام خيوط الاعوجاج البولي إيثيلين (PET) وخيوط اللباس البوليفينيليدين (PVDF). يتضح أداء مستشعر الضغط المتقدم فيما يتعلق بقياس الضغط بناءً على نمط نسج على مقياس قماش يبلغ طوله حوالي 2 متر.
أظهرت النتائج أن حساسية مستشعر الضغط الأمثل باستخدام تصميم Canard 2/2 أعلى بنسبة 245 ٪ من تصميم 1/1 Canard. بالإضافة إلى ذلك ، تم استخدام مدخلات مختلفة لتقييم أداء الأقمشة المحسنة ، بما في ذلك الانحناء ، والضغط ، والتجاعيد ، والالتواء ، والتحركات البشرية المختلفة. في هذا العمل ، يعرض مستشعر الضغط القائم على الأنسجة مع صفيف بكسل مستشعر خصائص إدراكية مستقرة وحساسية عالية.
أرز. 1. إعداد مؤشرات ترابط PVDF والأقمشة متعددة الوظائف. رسم تخطيطي لعملية electrospinning 50-nozzle المستخدمة لإنتاج الحصير المحاذاة من الألياف النانوية PVDF ، حيث توضع قضبان النحاس بالتوازي على حزام النقل ، والخطوات هي إعداد ثلاثة هياكل مضفر من خيوط أحادية الطبقات. B SEM صورة وتوزيع قطرها من ألياف PVDF المحاذاة. C SEM صورة من خيوط أربعة طبقات. د قوة الشد والسلالة عند استراحة الغزل من أربعة طبقات كدالة للتلف. نمط حيود الأشعة السينية من غزل من أربعة طبقات يوضح وجود مراحل ألفا وبيتا. © Kim ، DB ، Han ، J. ، Sung ، SM ، Kim ، MS ، Choi ، BK ، Park ، SJ ، Hong ، H. R et al. (2022)
أدى التطور السريع للروبوتات الذكية والأجهزة الإلكترونية التي يمكن ارتداؤها إلى ظهور العديد من الأجهزة الجديدة القائمة على أجهزة استشعار الضغط المرنة ، وتطبيقاتها في الإلكترونيات والصناعة والطب تتطور بسرعة.
Piezoelectricity هي شحنة كهربائية تم إنشاؤها على مادة تتعرض للإجهاد الميكانيكي. يسمح Piezoelectricity في المواد غير المتماثلة بوجود علاقة خطي قابلة للانعكاس بين الإجهاد الميكانيكي والشحنة الكهربائية. لذلك ، عندما يتم تشويه قطعة من المواد الكهروإجهادية جسديًا ، يتم إنشاء شحنة كهربائية ، والعكس صحيح.
يمكن للأجهزة الكهروإجهادية استخدام مصدر ميكانيكي مجاني لتوفير مصدر طاقة بديل للمكونات الإلكترونية التي تستهلك القليل من الطاقة. يعد نوع المواد وهيكل الجهاز معلمات رئيسية لإنتاج أجهزة اللمس بناءً على اقتران الكهروميكانيكية. بالإضافة إلى مواد غير عضوية عالية الجهد ، تم استكشاف مواد عضوية مرنة ميكانيكيا في الأجهزة القابلة للارتداء.
يتم استخدام البوليمرات التي تتم معالجتها في الألياف النانوية عن طريق الطرق الكهربائية على نطاق واسع كأجهزة تخزين الطاقة الكهروإجهادية. تسهل الألياف النانوية البوليمرية الكهروضوئية في إنشاء هياكل التصميم القائمة على القماش للتطبيقات القابلة للارتداء من خلال توفير توليد الكهروميكانيكي بناءً على المرونة الميكانيكية في مجموعة متنوعة من البيئات.
لهذا الغرض ، يتم استخدام البوليمرات الكهروإجهادية على نطاق واسع ، بما في ذلك PVDF ومشتقاته ، والتي لها كهروضوئية قوية. يتم رسم هذه الألياف PVDF وتدخلها إلى أقمشة للتطبيقات الكهروإجهادية بما في ذلك أجهزة الاستشعار والمولدات.
الشكل 2. أنسجة مساحة كبيرة وخصائصها الفيزيائية. صورة لنمط ضلع كبير 2/2 لحمة يصل إلى 195 سم × 50 سم. B SEM صورة لنمط لحمة 2/2 يتكون من لحمة PVDF واحدة متشابكة مع قاعدتين للحيوانات الأليفة. C المعامل والضغط في استراحة في أقمشة مختلفة مع حواف اللحمة 1/1 و 2/2 و 3/3. D هو زاوية معلقة تقاس للنسيج. © Kim ، DB ، Han ، J. ، Sung ، SM ، Kim ، MS ، Choi ، BK ، Park ، SJ ، Hong ، H. R et al. (2022)
في العمل الحالي ، يتم إنشاء مولدات النسيج القائمة على خيوط ألياف النانو PVDF باستخدام عملية إلكتروسيبرنغ المتسلسلة 50 قطرًا ، حيث يسهل استخدام 50 فتحة إنتاج الحصير النانوية باستخدام حزام ناقل حزام دوار. يتم إنشاء هياكل نسج مختلفة باستخدام خيوط الحيوانات الأليفة ، بما في ذلك 1/1 (عادي) ، 2/2 و 3/3 أضلاع اللحمة.
أبلغ العمل السابق عن استخدام النحاس لمحاذاة الألياف في شكل أسلاك نحاسية محاذاة على طبول جمع الألياف. ومع ذلك ، يتكون العمل الحالي من قضبان النحاس المتوازية على ارتفاع 1.5 سم على حزام النقل للمساعدة في محاذاة الدوار على أساس التفاعلات الإلكتروستاتيكية بين الألياف المشحونة الواردة والشحنات على سطح الألياف المتصل بالألياف النحاسية.
على عكس المستشعرات السعية أو piezoresive الموصوفة مسبقًا ، يستجيب مستشعر ضغط الأنسجة المقترح في هذه الورقة لمجموعة واسعة من قوى المدخلات من 0.02 إلى 694 نيوتن. بالإضافة إلى ذلك ، احتفظ مستشعر ضغط النسيج المقترح بنسبة 81.3 ٪ من مدخلاته الأصلية بعد خمسة غسلات قياسية ، مما يشير إلى متانة مستشعر الضغط.
بالإضافة إلى ذلك ، أظهرت قيم الحساسية تقييم الجهد والنتائج الحالية للحياكة 1/1 ، 2/2 ، و 3/3 ضلعًا حساسية عالية الجهد من 83 و 36 mV/n إلى 2/2 و 3/3 ضغط ضلع. أظهرت 3 أجهزة استشعار لحمة 245 ٪ و 50 ٪ حساسية أعلى لمستشعرات الضغط هذه ، على التوالي ، مقارنة مع مستشعر ضغط اللحمة 24 mV/N 1/1.
أرز. 3. تطبيق موسع لمستشعر الضغط كامل القمامة. مثال على مستشعر ضغط النعل المصنوع من نسيج مضلع 2/2 لحام تم إدخاله تحت قطارين دائريين للكشف عن مقدمة (أسفل أصابع القدم) وحركة الكعب. ب التمثيل التخطيطي لكل مرحلة من مراحل الخطوات الفردية في عملية المشي: هبوط الكعب ، التأريض ، اتصال إصبع القدم ورفع الساق. C إشارات خرج الجهد C استجابة لكل جزء من خطوة المشية لتحليل المشية وإشارات كهربائية مضخمة D تضخيم كل مرحلة من مرحلة المشية. E تخطيطي لمستشعر ضغط الأنسجة الكامل مع مجموعة من ما يصل إلى 12 خلايا بكسل مستطيلة مع خطوط موصلة منقوشة للكشف عن إشارات فردية من كل بكسل. F خريطة ثلاثية الأبعاد للإشارة الكهربائية التي تم إنشاؤها عن طريق الضغط على إصبع على كل بكسل. g يتم اكتشاف إشارة كهربائية فقط في بكسل مضغوط الأصابع ، ولا يتم إنشاء إشارة جانبية في وحدات البكسل الأخرى ، مما يؤكد أنه لا يوجد الحديث المتبادل. © Kim ، DB ، Han ، J. ، Sung ، SM ، Kim ، MS ، Choi ، BK ، Park ، SJ ، Hong ، H. R et al. (2022)
في الختام ، توضح هذه الدراسة مستشعر ضغط الأنسجة حساسًا ويمكن ارتداؤه يتضمن خيوط كهروضوئية PVDF النانوية. تحتوي مستشعرات الضغط المصنعة على مجموعة واسعة من قوى المدخلات من 0.02 إلى 694 نيوتن.
تم استخدام خمسين من الفتحة على آلة غزل كهربائية واحدة ، وتم إنتاج حصيرة مستمرة من الألياف النانوية باستخدام ناقل مدفوعة يعتمد على قضبان النحاس. تحت ضغط متقطع ، أظهر نسيج تنحنح لحام 2/2 المصنعة حساسية 83 mV/N ، وهو أعلى بنسبة 245 ٪ من نسيج حافة اللحمة 1/1.
تراقب مستشعرات الضغط المنسوجة جميعها الإشارات الكهربائية عن طريق إخضاعها للحركات الفسيولوجية ، بما في ذلك التواء ، والانحناء ، والضغط ، والجري والمشي. بالإضافة إلى ذلك ، فإن مقاييس ضغط القماش هذه قابلة للمقارنة مع الأقمشة التقليدية من حيث المتانة ، مع الاحتفاظ بحوالي 81.3 ٪ من عائدها الأصلي حتى بعد 5 غسل قياسي. بالإضافة إلى ذلك ، فإن مستشعر الأنسجة المصنعة فعال في نظام الرعاية الصحية من خلال إنشاء إشارات كهربائية بناءً على شرائح مستمرة من المشي للشخص.
Kim ، DB ، Han ، J. ، Sung ، SM ، Kim ، MS ، Choi ، BK ، Park ، SJ ، Hong ، HR ، et al. (2022). مستشعر الضغط الكهروضوئي النسيج القائم على الألياف النانوية للفلورايد البوليفينيليدين electrospun مع 50 فوهًا ، اعتمادًا على نمط نسج. إلكترونيات مرنة NPJ. https://www.nature.com/articles/S41528-022-00203-6.
إخلاء المسئولية: الآراء المعبر عنها هنا هي آراء المؤلف بصفته الشخصية ولا تعكس بالضرورة وجهات نظر Azom.com Limited T/A Azonetwork ، مالك ومشغل هذا الموقع. إخلاء المسئولية هذا جزء من شروط استخدام هذا الموقع.
بهافنا كافيتي كاتبة علمية من حيدر أباد ، الهند. وهي حاصلة على درجة الماجستير و MD من معهد فيلور للتكنولوجيا ، الهند. في الكيمياء العضوية والطبية من جامعة غوانجواتو ، المكسيك. يرتبط عملها البحثي بتطوير وتوليف الجزيئات النشطة بيولوجيًا استنادًا إلى الدراجات غير المتجانسة ، ولديها خبرة في تخليق متعدد الخطوات ومتعدد المكونات. خلال أبحاث الدكتوراه ، عملت على توليف مختلف جزيئات الببتيدومتيكات القائمة على التغاير والمنصهر والتي من المتوقع أن يكون لها القدرة على زيادة النشاط البيولوجي. أثناء كتابة الأطروحات والأوراق البحثية ، استكشفت شغفها بالكتابة العلمية والتواصل.
تجويف ، بافنر. (11 أغسطس 2022). مستشعر ضغط النسيج الكامل المصمم لمراقبة الصحة القابلة للارتداء. Azonano. تم الاسترجاع في 21 أكتوبر 2022 من https://www.azonano.com/news.aspx؟newsid=39544.
تجويف ، بافنر. "مستشعر ضغط الأنسجة بالكامل مصمم لمراقبة الصحة التي يمكن ارتداؤها". Azonano.21 أكتوبر 2022.21 أكتوبر 2022.
تجويف ، بافنر. "مستشعر ضغط الأنسجة بالكامل مصمم لمراقبة الصحة التي يمكن ارتداؤها". Azonano. https://www.azonano.com/news.aspx؟newsid=39544. (اعتبارا من 21 أكتوبر 2022).
تجويف ، بافنر. 2022. مستشعر الضغط بالكامل المصمم للمراقبة الصحية القابلة للارتداء. Azonano ، تم الوصول إليه في 21 أكتوبر 2022 ، https://www.azonano.com/news.aspx؟newsid=39544.
في هذه المقابلة ، يتحدث أزنانو إلى البروفيسور أندريه نيل حول دراسة مبتكرة يشارك فيها والتي تصف تطور حاملة النانو "الفقاعة الزجاجية" التي يمكن أن تساعد المخدرات على دخول خلايا سرطان البنكرياس.
في هذه المقابلة ، يتحدث Azonano مع King Kong Lee من جامعة كاليفورنيا في بيركلي عن تقنيته الحائزة على جائزة نوبل ، الملاقط البصرية.
في هذه المقابلة ، نتحدث إلى تكنولوجيا Skywater حول حالة صناعة أشباه الموصلات ، وكيف تساعد التكنولوجيا النانوية في تشكيل هذه الصناعة ، وشراكتها الجديدة.
Inoveno PE-550 هي آلة الرش الكهربية/الرش الأفضل مبيعًا لإنتاج الألياف النانوية المستمرة.
Filmetrics R54 أداة رسم الخرائط المقاومة للورقة المتقدمة للرقائق شبه الموصل والرقائق المركبة.