Em ji bo baştirkirina ezmûna we çerezan bi kar tînin. Bi berdewamiya geroka vê malperê, hûn bi karanîna me ya çerezan razî dibin. Agahiyên Zêde.
Sensorên zextê yên lixwekirî dikarin bibin alîkar ku tenduristiya mirovan bişopînin û têkiliya mirov-komputerê pêk bînin. Hewldan berdewam in ji bo afirandina sensorên zextê bi sêwirana cîhazek gerdûnî û hesasiyetek bilind a li hember stresa mekanîkî.
Lêkolîn: Veguherkera zexta pîezoelektrîkî ya tekstîlê ya girêdayî şêweya tevnê li ser bingeha nanofîberên florîdê yên polîvînîlîden ên elektrospînkirî bi 50 nozul. Krediya Wêneyê: African Studio/Shutterstock.com
Gotarek ku di kovara npj Flexible Electronics de hatiye weşandin, li ser çêkirina veguherînerên zexta pîezoelektrîkî ji bo qumaşan bi karanîna têlên warp ên polîetîlen tereftalat (PET) û têlên weft ên polîvînîlîden florîd (PVDF) radigihîne. Performansa sensora zextê ya pêşkeftî di têkiliya bi pîvandina zextê re li ser bingeha şêweya tevnê li ser pîvanek qumaşê ya bi qasî 2 metreyan tê nîşandan.
Encam nîşan didin ku hesasiyeta sensorek zextê ya ku bi karanîna sêwirana 2/2 canard hatiye çêtirkirin %245 ji ya sêwirana 1/1 canard bilindtir e. Wekî din, ji bo nirxandina performansa qumaşên çêtirkirî gelek dane hatin bikar anîn, di nav de xwarbûn, çikandin, çirçandin, zivirandin û tevgerên cûrbecûr ên mirovan. Di vê xebatê de, sensorek zextê ya li ser bingeha tevnê bi rêzek pîkselên sensor taybetmendiyên têgihîştinê yên stabîl û hesasiyetek bilind nîşan dide.
Birinc. 1. Amadekirina têlên PVDF û qumaşên pirfonksiyonel. a Diyagrama pêvajoyeke elektrospînkirinê ya 50-nozzle ku ji bo hilberandina doşekên hevrêzkirî yên nanofîberên PVDF tê bikar anîn, ku tê de çîpên sifir bi paralel li ser kemberek veguhastinê têne danîn, û gav ew in ku sê avahiyên pêçayî ji têlên monofîlament ên çar-qatî werin amadekirin. b Wêneya SEM û belavkirina qûtra fîberên PVDF yên hevrêzkirî. c Wêneya SEM ya têlek çar-qatî. d Hêza kişandinê û zorê di şikestina têlek çar-qatî de wekî fonksiyonek zivirandinê. e Nimûneya difraksiyona tîrêjên X ya têlek çar-qatî hebûna qonaxên alfa û beta nîşan dide. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R û yên din. (2022)
Pêşveçûna bilez a robotên jîr û cîhazên elektronîkî yên lixwekirî bûye sedema derketina holê ya gelek cîhazên nû yên li ser bingeha sensorên zexta nerm, û sepandina wan di elektronîk, pîşesazî û bijîşkî de bi lez pêş dikeve.
Pîezoelektrîk barekî elektrîkî ye ku li ser materyalekî çêdibe ku rastî stresa mekanîkî tê. Pîezoelektrîk di materyalên asîmetrîk de rê dide têkiliyek xêzikî ya berevajîkirî di navbera stresa mekanîkî û barekî elektrîkî de. Ji ber vê yekê, dema ku perçeyek ji materyalê pîezoelektrîk bi fîzîkî deform dibe, barekî elektrîkî çêdibe, û berevajî vê.
Amûrên pîezoelektrîkî dikarin çavkaniyek mekanîkî ya azad bikar bînin da ku ji bo pêkhateyên elektronîkî yên ku hêzek kêm dixwin çavkaniyek hêzê ya alternatîf peyda bikin. Cureyê materyal û avahiya amûrê parametreyên sereke ne ji bo hilberîna amûrên destdanê yên li ser bingeha girêdana elektromekanîkî. Ji bilî materyalên neorganîk ên voltaja bilind, materyalên organîk ên mekanîkî yên nerm jî di amûrên lixwekirî de hatine lêkolîn kirin.
Polîmerên ku bi rêbazên elektrospînkirinê ve dibin nanofîber bi berfirehî wekî cîhazên hilanîna enerjiya pîezoelektrîkî têne bikar anîn. Nanofîberên polîmer ên pîezoelektrîkî bi peydakirina hilberîna elektromekanîkî ya li ser bingeha elastîkbûna mekanîkî di cûrbecûr jîngehan de, afirandina avahiyên sêwirana li ser bingeha qumaşê ji bo sepanên lixwekirî hêsan dikin.
Ji bo vê armancê, polîmerên pîezoelektrîkî bi berfirehî têne bikar anîn, di nav de PVDF û derivatîfên wê, ku xwedî pîezoelektrîkîyek bihêz in. Ev fîberên PVDF ji bo sepanên pîezoelektrîkî, di nav de sensor û jenerator, têne kişandin û di qumaşan de têne rijandin.
Wêne 2. Tevnên rûbera mezin û taybetmendiyên wan ên fîzîkî. Wêneya qalibek ribên tevnê ya 2/2 mezin heta 195 cm x 50 cm. b Wêneya SEM ya qalibek tevnê ya 2/2 ku ji tevnek PVDF-ê ya bi du bingehên PET-ê ve girêdayî pêk tê. c Modul û zorê di şikestinê de di qumaşên cûrbecûr de bi qiraxên tevnê yên 1/1, 2/2 û 3/3. d goşeya daliqandinê ye ku ji bo qumaşê tê pîvandin. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R û yên din. (2022)
Di vê xebatê de, jeneratorên qumaşê yên li ser bingeha fîlamentên nanofîber ên PVDF bi karanîna pêvajoyek elektrospinning a 50-jet a li pey hev têne çêkirin, ku karanîna 50 nozul hilberîna doşekên nanofîber bi karanîna kemberek veguhezkar a zivirî hêsan dike. Strukturên cûrbecûr ên tevnê bi karanîna têla PET têne afirandin, di nav de ribên tevnê yên 1/1 (sade), 2/2 û 3/3.
Xebatên berê behsa karanîna sifir ji bo rêzkirina fîberan bi şiklê têlên sifir ên li ser bermîlên berhevkirina fîberan kirine. Lêbelê, xebata niha ji çîpên sifir ên paralel pêk tê ku li ser kemberek veguhastinê 1.5 cm ji hev dûr in da ku li gorî têkiliyên elektrostatîk ên di navbera fîberên barkirî yên hatî û barkirinên li ser rûyê fîberên ku bi fîbera sifir ve girêdayî ne, alîkariya rêzkirina fîberan bikin.
Berevajî sensorên kapasîteyî an pîezorezîstîv ên ku berê hatine vegotin, sensora zexta tevnê ya ku di vê gotarê de tê pêşniyarkirin li hember rêzek fireh ji hêzên têketinê ji 0.02 heta 694 Newton bersiv dide. Wekî din, sensora zexta qumaşê ya pêşniyarkirî piştî pênc şuştinên standard %81.3 ji têketina xwe ya orîjînal parast, ku ev yek berxwedana sensora zextê nîşan dide.
Herwiha, nirxên hesasiyetê yên nirxandina encamên voltaja û herikê ji bo girêdana ribê ya 1/1, 2/2, û 3/3 hesasiyeta voltaja bilind a 83 û 36 mV/N ji bo zexta ribê ya 2/2 û 3/3 nîşan dan. Sensorên 3 weftan ji bo van sensorên zextê, ​​li gorî sensora zexta weft a 24 mV/N 1/1, bi rêzê ve hesasiyeteke 245% û 50% bilindtir nîşan dan.
Rice. 3. Bikaranîna berfireh a sensora zexta tevahî-qumaşê. a Nimûneyek sensorek zexta hundirîn ji qumaşê ribbekirî yê 2/2 weft ku di bin du elektrodên dorhêl de têxe da ku pêşiyê lingê (tenê li jêr tiliyan) û tevgera pêçikê tespît bike. b Nûneratiya şematîk a her qonaxa gavên takekesî di pêvajoya meşê de: daketina pêçikê, erdê, têkiliya tiliyan û rakirina lingê. c Sînyalên derketinê yên voltaja di bersiva her beşek ji gava meşê de ji bo analîza meşê û d Sînyalên elektrîkê yên bihêzkirî yên ku bi her qonaxa meşê ve girêdayî ne. e Skema sensorek zexta tevnê ya tevahî bi rêzek ji heta 12 şaneyên pixel ên çargoşeyî bi xetên rêber ên ku ji bo tespîtkirina sînyalên takekesî ji her pixelê hatine çêkirin. f Nexşeyek 3D ya sînyala elektrîkê ya ku bi tikandina tiliyek li ser her pixelê hatî çêkirin. g Sînyalek elektrîkê tenê di pixela bi tiliyê hatî pêlkirin de tê tespît kirin, û di pixelên din de sînyalek alî nayê çêkirin, ku piştrast dike ku axaftin tune. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R û yên din. (2022)
Di encamê de, ev lêkolîn sensorek zexta tevnê ya pir hesas û lixwekirî nîşan dide ku tê de fîlamentên pîezoelektrîkî yên nanofîber ên PVDF hene. Sensorên zextê yên çêkirî xwedî rêzek fireh a hêzên têketinê ji 0.02 heta 694 Newton in.
Pêncî nozul li ser makîneyeke prototîp a rijandina elektrîkê hatin bikaranîn, û doşekeke domdar a nanofîberan bi karanîna konveyorek komî ya li ser bingeha çîpên sifir hate hilberandin. Di bin zexta navber de, qumaşê nîv-qonaxa weft a çêkirî hesasiyetek 83 mV/N nîşan da, ku bi qasî %245 ji qumaşê nîv-qonaxa weft a 1/1 bilindtir e.
Sensorên zextê yên bi tevahî ji tevnên çêkirî hatine çêkirin, sînyalên elektrîkê bi rêya tevgerên fîzyolojîkî yên wekî zivirandin, xwarbûn, pêlkirin, bazdan û meşînê dişopînin. Wekî din, ev pîvanên zextê yên qumaşê ji hêla domdariyê ve bi qumaşên kevneşopî re dişibin hev, û piştî 5 şuştinên standard jî bi qasî 81,3% ji hilberîna xwe ya orîjînal diparêzin. Wekî din, sensora tevnê ya çêkirî di pergala lênihêrîna tenduristiyê de bi çêkirina sînyalên elektrîkê li ser bingeha beşên domdar ên meşa mirovekî bi bandor e.
Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, HR, û yên din. (2022). Sensorê zexta pîezoelektrîkî ya qumaşê li ser bingeha nanofîberên florîdê polîvînîlîden ên elektrospînkirî bi 50 nozul, li gorî şêweya tevnê. Elektronîkên nerm npj. https://www.nature.com/articles/s41528-022-00203-6.
Daxuyanî: Nêrînên ku li vir hatine diyarkirin, yên nivîskar in bi awayekî şexsî û ne hewce ye ku nêrînên AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, xwediyê û operatorê vê malperê, nîşan bidin. Ev daxuyanî beşek ji şert û mercên karanîna vê malperê ye.
Bhavna Kaveti nivîskarek zanistî ye ji Hyderabadê, Hindistanê. Ew xwediyê MSc û MD ji Enstîtuya Teknolojiyê ya Vellore, Hindistanê ye. Di kîmyaya organîk û dermanan de ji Zanîngeha Guanajuato, Meksîkayê ye. Xebata wê ya lêkolînê bi pêşkeftin û senteza molekulên biyoaktîf ên li ser bingeha heterosîkletan ve girêdayî ye, û ew di senteza pir-gav û pir-pêkhateyan de xwedî ezmûn e. Di dema lêkolîna xwe ya doktorayê de, wê li ser senteza cûrbecûr molekulên peptidomimetîk ên girêdayî û hevgirtî yên li ser bingeha heterosîkletan xebitî ku tê payîn ku potansiyela wan hebe ku çalakiya biyolojîkî bêtir fonksiyonel bikin. Dema ku tez û gotarên lêkolînê dinivîsand, wê hewesa xwe ya ji bo nivîsandin û ragihandina zanistî vekoland.
Cavity, Buffner. (11ê Tebaxa 2022an). Sensorê zextê yê ji qumaşê temam ji bo çavdêriya tenduristiya lixwekirî hatiye sêwirandin. AZonano. Di 21ê Cotmeha 2022an de ji https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544 hatiye standin.
Cavity, Buffner. "Sensorekî zextê yê hemû tevnan ku ji bo çavdêriya tenduristiyê ya lixwekirî hatiye sêwirandin". AZonano.21ê Cotmeha 2022an.21ê Cotmeha 2022an.
Cavity, Buffner. "Sensorekî zextê yê hemû tevnan ku ji bo çavdêriya tenduristiyê ya lixwekirî hatiye sêwirandin". AZonano. https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544. (Ji 21ê Cotmeha 2022an pê ve).
Cavity, Buffner. 2022. Sensorê zextê yê ji qumaşê hatiye çêkirin ji bo çavdêriya tenduristiyê ya lixwekirî. AZoNano, gihîştin 21ê Cotmeha 2022an, https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544.
Di vê hevpeyvînê de, AZoNano bi Profesor André Nel re li ser lêkolîneke nûjen a ku ew tê de beşdar e diaxive ku pêşveçûna nanokariyerek "bilbila cam" vedibêje ku dikare alîkariya dermanan bike ku bikevin hucreyên penceşêra pankreasê.
Di vê hevpeyvînê de, AZoNano bi King Kong Lee yê UC Berkeley re li ser teknolojiya wî ya xelatgirtî ya Nobelê, pincarên optîkî, diaxive.
Di vê hevpeyvînê de, em bi SkyWater Technology re li ser rewşa pîşesaziya nîvconductor, ka nanoteknolojî çawa dibe alîkar ku pîşesaziyê şekil bide, û hevkariya wan a nû diaxivin.
Inoveno PE-550 makîneya elektrospînkirin/sprekirinê ya herî firotî ye ji bo hilberîna nanofiber a berdewam.
Filmetrics R54 Amûra nexşerêya berxwedana pelê ya pêşkeftî ji bo waflên nîvconductor û kompozît.