Rydym yn defnyddio cwcis i wella eich profiad. Drwy barhau i bori'r wefan hon, rydych yn cytuno i ni ddefnyddio cwcis. Gwybodaeth Ychwanegol.
Gall synwyryddion pwysau gwisgadwy helpu i fonitro iechyd pobl a gwireddu rhyngweithio rhwng pobl a chyfrifiaduron. Mae ymdrechion yn parhau i greu synwyryddion pwysau gyda dyluniad dyfais cyffredinol a sensitifrwydd uchel i straen mecanyddol.
Astudiaeth: Trawsddygiwr pwysau piezoelectrig tecstilau sy'n ddibynnol ar batrwm gwehyddu yn seiliedig ar nanoffibrau fflworid polyfinyliden wedi'u nyddu'n electro gyda 50 o ffroenellau. Credyd Delwedd: African Studio/Shutterstock.com
Mae erthygl a gyhoeddwyd yn y cyfnodolyn npj Flexible Electronics yn adrodd ar gynhyrchu trawsddygiaduron pwysau piezoelectrig ar gyfer ffabrigau gan ddefnyddio edafedd ystof polyethylen tereffthalad (PET) ac edafedd gwehyddu polyfinyliden fflworid (PVDF). Dangosir perfformiad y synhwyrydd pwysau a ddatblygwyd mewn perthynas â mesur pwysau yn seiliedig ar y patrwm gwehyddu ar raddfa frethyn o tua 2 fetr.
Mae'r canlyniadau'n dangos bod sensitifrwydd synhwyrydd pwysau sydd wedi'i optimeiddio gan ddefnyddio'r dyluniad canard 2/2 245% yn uwch na sensitifrwydd y dyluniad canard 1/1. Yn ogystal, defnyddiwyd amrywiol fewnbynnau i werthuso perfformiad y ffabrigau wedi'u optimeiddio, gan gynnwys plygu, gwasgu, crychu, troelli, ac amrywiol symudiadau dynol. Yn y gwaith hwn, mae synhwyrydd pwysau sy'n seiliedig ar feinwe gydag arae picsel synhwyrydd yn arddangos nodweddion canfyddiadol sefydlog a sensitifrwydd uchel.
Reis. 1. Paratoi edafedd PVDF a ffabrigau amlswyddogaethol. a Diagram o broses electronyddu 50-ffroenell a ddefnyddir i gynhyrchu matiau wedi'u halinio o nanoffibrau PVDF, lle mae gwiail copr yn cael eu gosod yn gyfochrog ar gludfelt, a'r camau yw paratoi tair strwythur plethedig o ffilamentau monoffilament pedair haen. b Delwedd SEM a dosbarthiad diamedr ffibrau PVDF wedi'u halinio. c Delwedd SEM o edafedd pedwar haen. ch Cryfder tynnol a straen wrth dorri edafedd pedwar haen fel swyddogaeth o droelliad. e Patrwm diffractiad pelydr-X o edafedd pedwar haen yn dangos presenoldeb cyfnodau alffa a beta. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al. (2022)
Mae datblygiad cyflym robotiaid deallus a dyfeisiau electronig gwisgadwy wedi arwain at lawer o ddyfeisiau newydd yn seiliedig ar synwyryddion pwysau hyblyg, ac mae eu cymwysiadau mewn electroneg, diwydiant a meddygaeth yn datblygu'n gyflym.
Mae piezoelectrigedd yn wefr drydanol a gynhyrchir ar ddeunydd sy'n destun straen mecanyddol. Mae piezoelectrigedd mewn deunyddiau anghymesur yn caniatáu perthynas llinol wrthdroadwy rhwng straen mecanyddol a gwefr drydanol. Felly, pan fydd darn o ddeunydd piezoelectrig yn cael ei anffurfio'n gorfforol, crëir gwefr drydanol, ac i'r gwrthwyneb.
Gall dyfeisiau piezoelectrig ddefnyddio ffynhonnell fecanyddol rydd i ddarparu ffynhonnell pŵer amgen ar gyfer cydrannau electronig sy'n defnyddio ychydig o bŵer. Mae'r math o ddeunydd a strwythur y ddyfais yn baramedrau allweddol ar gyfer cynhyrchu dyfeisiau cyffwrdd yn seiliedig ar gyplu electromecanyddol. Yn ogystal â deunyddiau anorganig foltedd uchel, mae deunyddiau organig hyblyg yn fecanyddol hefyd wedi cael eu harchwilio mewn dyfeisiau gwisgadwy.
Defnyddir polymerau sy'n cael eu prosesu'n nanoffibrau trwy ddulliau electronyddu yn helaeth fel dyfeisiau storio ynni piezoelectrig. Mae nanoffibrau polymer piezoelectrig yn hwyluso creu strwythurau dylunio sy'n seiliedig ar ffabrig ar gyfer cymwysiadau gwisgadwy trwy ddarparu cynhyrchiad electromecanyddol yn seiliedig ar hydwythedd mecanyddol mewn amrywiaeth o amgylcheddau.
At y diben hwn, defnyddir polymerau piezoelectrig yn helaeth, gan gynnwys PVDF a'i ddeilliadau, sydd â piezoelectricity cryf. Mae'r ffibrau PVDF hyn yn cael eu tynnu a'u nyddu'n ffabrigau ar gyfer cymwysiadau piezoelectrig gan gynnwys synwyryddion a generaduron.
Ffigur 2. Meinweoedd arwynebedd mawr a'u priodweddau ffisegol. Ffotograff o batrwm asen weft 2/2 mawr hyd at 195 cm x 50 cm. b Delwedd SEM o batrwm weft 2/2 sy'n cynnwys un weft PVDF wedi'i rhyngblethu â dau sylfaen PET. c Modiwlws a straen wrth dorri mewn amrywiol ffabrigau gydag ymylon weft 1/1, 2/2 a 3/3. d yw'r ongl hongian a fesurwyd ar gyfer y ffabrig. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al. (2022)
Yn y gwaith presennol, mae generaduron ffabrig yn seiliedig ar ffilamentau nano-ffibr PVDF yn cael eu hadeiladu gan ddefnyddio proses electro-nyddu 50-jet ddilyniannol, lle mae defnyddio 50 o ffroenellau yn hwyluso cynhyrchu matiau nano-ffibr gan ddefnyddio cludfelt cylchdroi. Mae amrywiol strwythurau gwehyddu yn cael eu creu gan ddefnyddio edafedd PET, gan gynnwys asennau gwehyddu 1/1 (plaen), 2/2 a 3/3.
Mae gwaith blaenorol wedi adrodd am ddefnyddio copr ar gyfer alinio ffibrau ar ffurf gwifrau copr wedi'u halinio ar ddrymiau casglu ffibrau. Fodd bynnag, mae'r gwaith cyfredol yn cynnwys gwiail copr cyfochrog wedi'u gosod 1.5 cm ar wahân ar gludfelt i helpu i alinio'r nyddiau yn seiliedig ar ryngweithiadau electrostatig rhwng ffibrau gwefredig sy'n dod i mewn a gwefrau ar wyneb y ffibrau sydd ynghlwm wrth y ffibr copr.
Yn wahanol i synwyryddion capacitive neu piezoresistive a ddisgrifiwyd yn flaenorol, mae'r synhwyrydd pwysau meinwe a gynigir yn y papur hwn yn ymateb i ystod eang o rymoedd mewnbwn o 0.02 i 694 Newton. Yn ogystal, cadwodd y synhwyrydd pwysau ffabrig arfaethedig 81.3% o'i fewnbwn gwreiddiol ar ôl pum golchiad safonol, sy'n dangos gwydnwch y synhwyrydd pwysau.
Yn ogystal, dangosodd gwerthoedd sensitifrwydd a oedd yn gwerthuso canlyniadau foltedd a cherrynt ar gyfer gwau asennau 1/1, 2/2, a 3/3 sensitifrwydd foltedd uchel o 83 a 36 mV/N i bwysedd asennau 2/2 a 3/3. Dangosodd 3 synhwyrydd gwead sensitifrwydd 245% a 50% yn uwch ar gyfer y synwyryddion pwysau hyn, yn y drefn honno, o'i gymharu â'r synhwyrydd pwysau gwead 24 mV/N 1/1.
Reis. 3. Cymhwysiad estynedig synhwyrydd pwysau lliain llawn. a Enghraifft o synhwyrydd pwysau mewnwadn wedi'i wneud o ffabrig asenog 2/2 gwead wedi'i fewnosod o dan ddau electrod crwn i ganfod blaen y droed (ychydig o dan y bysedd traed) a symudiad y sawdl. b Cynrychiolaeth sgematig o bob cam o'r camau unigol yn y broses gerdded: glanio sawdl, seilio, cyswllt bysedd traed a chodi coes. c Signalau allbwn foltedd mewn ymateb i bob rhan o'r cam cerdded ar gyfer dadansoddi cerdded a ch Signalau trydanol wedi'u mwyhau sy'n gysylltiedig â phob cam o'r cerdded. e Sgematig o synhwyrydd pwysau meinwe llawn gydag arae o hyd at 12 cell picsel petryalog gyda llinellau dargludol wedi'u patrymu i ganfod signalau unigol o bob picsel. f Map 3D o'r signal trydanol a gynhyrchir trwy wasgu bys ar bob picsel. g Dim ond yn y picsel a wasgir â bys y canfyddir signal trydanol, ac ni chynhyrchir unrhyw signal ochr mewn picseli eraill, gan gadarnhau nad oes croestalk. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al. (2022)
I gloi, mae'r astudiaeth hon yn dangos synhwyrydd pwysau meinwe hynod sensitif a gwisgadwy sy'n ymgorffori ffilamentau piezoelectrig nano-ffibr PVDF. Mae gan synwyryddion pwysau a weithgynhyrchir ystod eang o rymoedd mewnbwn o 0.02 i 694 Newton.
Defnyddiwyd hanner cant o ffroenellau ar un prototeip o beiriant nyddu trydan, a chynhyrchwyd mat parhaus o nano-ffibrau gan ddefnyddio cludwr swp yn seiliedig ar wiail copr. O dan gywasgiad ysbeidiol, dangosodd y ffabrig hem gwehyddu 2/2 a weithgynhyrchwyd sensitifrwydd o 83 mV/N, sydd tua 245% yn uwch na'r ffabrig hem gwehyddu 1/1.
Mae'r synwyryddion pwysau gwehyddu arfaethedig yn monitro signalau trydanol trwy eu rhoi dan symudiadau ffisiolegol, gan gynnwys troelli, plygu, gwasgu, rhedeg a cherdded. Yn ogystal, mae'r mesuryddion pwysau ffabrig hyn yn gymharol â ffabrigau confensiynol o ran gwydnwch, gan gadw tua 81.3% o'u cynnyrch gwreiddiol hyd yn oed ar ôl 5 golchiad safonol. Yn ogystal, mae'r synhwyrydd meinwe a weithgynhyrchwyd yn effeithiol yn y system gofal iechyd trwy gynhyrchu signalau trydanol yn seiliedig ar segmentau parhaus o gerdded person.
Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, HR, ac eraill (2022). Synhwyrydd pwysau piezoelectrig ffabrig yn seiliedig ar nanoffibrau fflworid polyfinyliden wedi'u nyddu'n electro gyda 50 o ffroenellau, yn dibynnu ar y patrwm gwehyddu. Electroneg hyblyg npj. https://www.nature.com/articles/s41528-022-00203-6.
Ymwadiad: Barn yr awdur yn ei swyddogaeth bersonol yw'r rhai a fynegir yma ac nid ydynt o reidrwydd yn adlewyrchu barn AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, perchennog a gweithredwr y wefan hon. Mae'r ymwadiad hwn yn rhan o delerau defnyddio'r wefan hon.
Mae Bhavna Kaveti yn awdur gwyddoniaeth o Hyderabad, India. Mae ganddi MSc ac MD o Sefydliad Technoleg Vellore, India mewn cemeg organig a meddyginiaethol o Brifysgol Guanajuato, Mecsico. Mae ei gwaith ymchwil yn gysylltiedig â datblygu a synthesis moleciwlau bioactif yn seiliedig ar heterogylchoedd, ac mae ganddi brofiad mewn synthesis aml-gam ac aml-gydran. Yn ystod ei hymchwil doethuriaeth, bu’n gweithio ar synthesis amrywiol foleciwlau peptidomimetig rhwym ac asiedig yn seiliedig ar heterogylchoedd y disgwylir iddynt fod â’r potensial i swyddogaetholi gweithgaredd biolegol ymhellach. Wrth ysgrifennu traethodau hir a phapurau ymchwil, archwiliodd ei hangerdd dros ysgrifennu a chyfathrebu gwyddonol.
Ceudod, Buffner. (Awst 11, 2022). Synhwyrydd pwysau ffabrig llawn wedi'i gynllunio ar gyfer monitro iechyd gwisgadwy. AZonano. Adalwyd Hydref 21, 2022 o https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544.
Cavity, Buffner. “Synhwyrydd pwysedd holl-feinwe wedi'i gynllunio ar gyfer monitro iechyd gwisgadwy”. AZonano.21 Hydref, 2022.21 Hydref, 2022.
Cavity, Buffner. “Synhwyrydd pwysau holl-feinwe wedi'i gynllunio ar gyfer monitro iechyd gwisgadwy”. AZonano. https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544. (Hyd at 21 Hydref, 2022).
Cavity, Buffner. 2022. Synhwyrydd pwysau holl-frethyn wedi'i gynllunio ar gyfer monitro iechyd gwisgadwy. AZoNano, cyrchwyd 21 Hydref 2022, https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544.
Yn y cyfweliad hwn, mae AZoNano yn siarad â'r Athro André Nel am astudiaeth arloesol y mae'n rhan ohoni sy'n disgrifio datblygiad nanogludydd "swigod gwydr" a all helpu cyffuriau i fynd i mewn i gelloedd canser y pancreas.
Yn y cyfweliad hwn, mae AZoNano yn siarad â King Kong Lee o UC Berkeley am ei dechnoleg a enillodd Wobr Nobel, sef gefeiliau optegol.
Yn y cyfweliad hwn, rydym yn siarad â SkyWater Technology am gyflwr y diwydiant lled-ddargludyddion, sut mae nanotechnoleg yn helpu i lunio'r diwydiant, a'u partneriaeth newydd.
Inoveno PE-550 yw'r peiriant electronyddu/chwistrellu sy'n gwerthu orau ar gyfer cynhyrchu nano-ffibrau parhaus.
Offeryn mapio gwrthiant dalen uwch Filmetrics R54 ar gyfer wafers lled-ddargludyddion a chyfansawdd.