Við notum vafrakökur til að bæta upplifun þína. Með því að halda áfram að vafra um þessa síðu samþykkir þú notkun okkar á vafrakökum. Frekari upplýsingar.
Þrýstiskynjarar sem hægt er að bera geta hjálpað til við að fylgjast með heilsu manna og átta sig á samskiptum milli manna og tölvu. Í gangi er verið að vinna að því að búa til þrýstiskynjara með alhliða hönnun og mikilli næmni fyrir vélrænu álagi.
Rannsókn: Þrýstimælir fyrir vefnaðarmynstur byggður á rafspunnum pólývínýlidenflúoríð nanótrefjum með 50 stútum. Mynd: African Studio/Shutterstock.com
Grein sem birtist í tímaritinu npj Flexible Electronics fjallar um framleiðslu á piezoelectric þrýstiskynjurum fyrir efni með því að nota pólýetýlen tereftalat (PET) uppistöðugarn og pólývínýliden flúoríð (PVDF) ívafgarn. Sýnt er fram á virkni þrýstiskynjarans sem þróaður var, í tengslum við þrýstimælingar byggða á vefnaðarmynstri, á um það bil tveggja metra mælikvarða á efni.
Niðurstöðurnar sýna að næmi þrýstiskynjara sem er fínstilltur með 2/2 canard hönnuninni er 245% hærri en næmi 1/1 canard hönnunarinnar. Að auki voru ýmsar inntaksupptökur notaðar til að meta frammistöðu fínstilltra efnanna, þar á meðal beygja, kreista, hrukka, snúning og ýmsar mannlegar hreyfingar. Í þessari vinnu sýnir vefjabundinn þrýstiskynjari með pixlafylkingu skynjara stöðuga skynjunareiginleika og mikla næmi.
Hrísgrjón. 1. Undirbúningur PVDF-þráða og fjölnota efna. a Skýringarmynd af rafspinningarferli með 50 stútum sem notað er til að framleiða samstilltar mottur úr PVDF-nanótrefjum, þar sem koparstengur eru settar samsíða á færibandi, og skrefin eru að útbúa þrjár fléttaðar uppbyggingar úr fjögurra laga einþráðum. b SEM mynd og þvermálsdreifing samstilltra PVDF-trefja. c SEM mynd af fjögurra laga garni. d Togstyrkur og slitþol fjögurra laga garns sem fall af snúningi. e Röntgengeislunarmynstur fjögurra laga garns sem sýnir tilvist alfa- og beta-fasa. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R o.fl. (2022)
Hröð þróun snjallra vélmenna og klæðanlegra rafeindatækja hefur leitt til margra nýrra tækja sem byggjast á sveigjanlegum þrýstiskynjurum og notkun þeirra í rafeindatækni, iðnaði og læknisfræði er í örri þróun.
Píezorafmagn er rafhleðsla sem myndast á efni sem verður fyrir vélrænu álagi. Píezorafmagn í ósamhverfum efnum gerir kleift að mynda línulegt afturkræft samband milli vélræns álags og rafhleðslu. Þess vegna, þegar píezorafefni aflagast líkamlega, myndast rafhleðsla og öfugt.
Piezoelectric tæki geta notað frjálsa vélræna orkugjafa til að veita aðra orkugjafa fyrir rafeindabúnað sem notar lítið afl. Efnisgerð og uppbygging tækisins eru lykilþættir fyrir framleiðslu á snertitækjum sem byggja á rafsegulfræðilegri tengingu. Auk ólífrænna efna með mikilli spennu hafa vélrænt sveigjanleg lífræn efni einnig verið könnuð í klæðanlegum tækjum.
Nanóþræðir úr fjölliðum sem eru unnir með rafsnúningsaðferðum eru mikið notaðir sem orkugeymslur fyrir píezórafmagn. Píezórafmagnaðar nanóþræðir úr fjölliðum auðvelda gerð efnisbundinna hönnunarbygginga fyrir notkun í klæðnaði með því að veita rafsegulfræðilega myndun byggða á vélrænni teygjanleika í fjölbreyttu umhverfi.
Í þessu skyni eru piezoelektrísk fjölliður mikið notaðar, þar á meðal PVDF og afleiður þess, sem hafa sterka piezoelektríska getu. Þessar PVDF trefjar eru dregnar og spunnar í efni fyrir piezoelektrísk notkun, þar á meðal skynjara og rafala.
Mynd 2. Stór vefjasvæði og eðliseiginleikar þeirra. Ljósmynd af stóru 2/2 ívafsrifjamynstri allt að 195 cm x 50 cm. b SEM mynd af 2/2 ívafsmynstri sem samanstendur af einni PVDF ívafsþráð fléttaðri saman við tvær PET-grunna. c Teygjutemp og slitþol í ýmsum efnum með 1/1, 2/2 og 3/3 ívafsbrúnum. d er hengingarhornið mælt fyrir efnið. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R o.fl. (2022)
Í þessari vinnu eru vefnaðarframleiðendur byggðir á PVDF nanótrefjum smíðaðir með því að nota raðbundna 50-þotu rafspunaferli, þar sem notkun 50 stúta auðveldar framleiðslu á nanótrefjamottum með því að nota snúningsfæriband. Ýmsar ofnaðar uppbyggingar eru búnar til með PET-garni, þar á meðal 1/1 (slétt), 2/2 og 3/3 ívafsrif.
Í fyrri rannsóknum hefur verið greint frá notkun kopars til að stilla trefjar í formi samstilltra koparvíra á trefjasöfnunartunnum. Hins vegar felst núverandi vinna í því að nota samsíða koparstengur sem eru staðsettar með 1,5 cm millibili á færibandi til að hjálpa til við að stilla spunaþræðina út frá rafstöðuvirkni milli innkomandi hlaðinna trefja og hleðslna á yfirborði trefjanna sem eru festar við kopartrefjarnar.
Ólíkt rafrýmdum eða piezoresistívum skynjurum sem áður hafa verið lýstar, bregst vefjaþrýstingsskynjarinn sem lagður er til í þessari grein við fjölbreyttum inntakskrafti frá 0,02 til 694 Newton. Að auki hélt þrýstiskynjarinn fyrir efni 81,3% af upprunalegu inntaki sínu eftir fimm staðlaða þvotta, sem bendir til endingar þrýstiskynjarans.
Að auki sýndu næmisgildi sem meta spennu og straum fyrir 1/1, 2/2 og 3/3 rifprjón hátt spennunæmi upp á 83 og 36 mV/N fyrir 2/2 og 3/3 rifþrýsting. Þrír ívafsnemar sýndu 245% og 50% hærra næmi fyrir þessa þrýstiskynjara, talið í sömu röð, samanborið við 24 mV/N ívafsþrýstiskynjarann ​​1/1.
Rice. 3. Víðtæk notkun á þrýstiskynjara fyrir allan klút. a Dæmi um þrýstiskynjara fyrir innlegg úr 2/2 vefjaðri rifjaðri efni sem er sett undir tvær hringlaga rafskautar til að greina framfót (rétt fyrir neðan tærnar) og hreyfingu hæls. b Skýringarmynd af hverju stigi einstakra skrefa í gönguferlinu: lendingu hæls, jarðtengingu, snertingu við tá og lyftingu fótleggs. c Spennuútgangsmerki sem svar við hverjum hluta gönguskrefsins fyrir göngugreiningu og d Magnuð rafmerki sem tengjast hverju stigi göngunnar. e Skýringarmynd af þrýstiskynjara fyrir allan vef með röð af allt að 12 rétthyrndum pixlafrumum með leiðandi línum sem eru mynstraðar til að greina einstök merki frá hverjum pixli. f Þrívíddarkort af rafmerkinu sem myndast með því að þrýsta með fingri á hverja pixlu. g Rafmerki er aðeins greint í pixlinum sem þrýst er á með fingrinum og ekkert hliðarmerki er myndað í öðrum pixlum, sem staðfestir að enginn krosshljóð er til staðar. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R o.fl. (2022)
Að lokum sýnir þessi rannsókn fram á mjög næman og nothæfan vefjaþrýstingsnema sem notar piezoelektrískan þráð úr PVDF nanótrefjum. Framleiddir þrýstiskynjarar hafa breitt svið inntakskrafta frá 0,02 til 694 Newton.
Fimmtíu stútar voru notaðir í einni frumgerð af rafmagnssnúningsvél og samfelld nanótrefjamotta var framleidd með því að nota færibanda úr koparstöngum. Við slitrótt þjöppun sýndi framleidda 2/2 ívafsfaldsefnið næmi upp á 83 mV/N, sem er um 245% hærra en 1/1 ívafsfaldsefnið.
Þessir alofnu þrýstiskynjarar fylgjast með rafboðum með því að láta þau verða fyrir lífeðlisfræðilegum hreyfingum, þar á meðal snúningi, beygju, kreistingu, hlaupi og göngu. Þar að auki eru þessir þrýstimælar fyrir efni sambærilegir hefðbundnum efnum hvað varðar endingu og halda um það bil 81,3% af upprunalegri áferð sinni jafnvel eftir 5 venjulegar þvottar. Þar að auki er framleiddi vefjaskynjarinn áhrifaríkur í heilbrigðiskerfinu með því að mynda rafboð byggð á samfelldum köflum af göngu einstaklings.
Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, HR, o.fl. (2022). Þrýstiskynjari fyrir efni byggður á rafspunnum pólývínýlidenflúoríð nanótrefjum með 50 stútum, allt eftir vefnaðarmynstri. Sveigjanleg rafeindatækni npj. https://www.nature.com/articles/s41528-022-00203-6.
Fyrirvari: Skoðanir sem hér koma fram eru skoðanir höfundar í eigin persónu og endurspegla ekki endilega skoðanir AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, eiganda og rekstraraðila þessarar vefsíðu. Þessi fyrirvari er hluti af notkunarskilmálum þessarar vefsíðu.
Bhavna Kaveti er vísindaritari frá Hyderabad á Indlandi. Hún er með meistaragráðu og læknisfræðigráðu frá Vellore Institute of Technology á Indlandi í lífrænni og lyfjafræðilegri efnafræði frá Háskólanum í Guanajuato í Mexíkó. Rannsóknir hennar tengjast þróun og myndun lífvirkra sameinda sem byggja á heteróhringjum og hún hefur reynslu af fjölþrepa- og fjölþátta myndun. Í doktorsrannsókn sinni vann hún að myndun ýmissa bundinna og samruna peptíðhermandi sameinda sem byggja á heteróhringjum og eru taldar hafa möguleika á að virkja líffræðilega virkni frekar. Meðan hún skrifaði lokaritgerðir og rannsóknargreinar kannaði hún ástríðu sína fyrir vísindalegri ritun og miðlun.
Cavity, Buffner. (11. ágúst 2022). Þrýstingsnemi fyrir allan vefnaðinn, hannaður fyrir heilsufarsvöktun með klæðnaði. AZonano. Sótt 21. október 2022 af https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544.
Cavity, Buffner. „Þrýstingsnemi fyrir allan vefinn, hannaður fyrir heilsufarsvöktun með klæðnaði“. AZonano.21. október 2022.21. október 2022.
Cavity, Buffner. „Þrýstingsnemi fyrir allan vefinn, hannaður fyrir heilsufarsvöktun sem hægt er að bera á sér“. AZonano. https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544. (Frá og með 21. október 2022).
Cavity, Buffner. 2022. Þrýstingsnemi úr klæði, hannaður fyrir heilsufarsvöktun með klæðnaði. AZoNano, skoðað 21. október 2022, https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544.
Í þessu viðtali ræðir AZoNano við prófessor André Nel um nýstárlega rannsókn sem hann tekur þátt í sem lýsir þróun á „glerbólu“ nanóflutningsefni sem getur hjálpað lyfjum að komast inn í krabbameinsfrumur í brisi.
Í þessu viðtali ræðir AZoNano við King Kong Lee frá UC Berkeley um tækni sína, ljósfræðilega pinsettu, sem hlaut Nóbelsverðlaun.
Í þessu viðtali ræðum við við SkyWater Technology um stöðu hálfleiðaraiðnaðarins, hvernig nanótækni er að móta hann og nýja samstarf þeirra.
Inoveno PE-550 er mest selda rafspuna-/úðavélin fyrir samfellda framleiðslu á nanótrefjum.
Filmetrics R54 Háþróað tól til að kortleggja viðnám á yfirborði hálfleiðara og samsettra skífa.