Cookieak erabiltzen ditugu zure esperientzia hobetzeko. Gune honetan nabigatzen jarraitzen baduzu, gure cookien erabilera onartzen duzula adierazten duzu. Informazio gehigarria.
Presio-sentsore eramangarriek gizakien osasuna kontrolatzen eta gizakien eta ordenagailuen arteko elkarrekintza gauzatzen lagun dezakete. Ahaleginak egiten ari dira gailu-diseinu unibertsala eta tentsio mekanikoarekiko sentikortasun handia duten presio-sentsoreak sortzeko.
Ikerketa: Ehundura-ereduaren araberako ehun-presio piezoelektrikoko transduktorea, elektroiragazitako polibinilideno fluorurozko nanozuntzetan oinarritua, 50 tobera dituena. Irudiaren kreditua: African Studio/Shutterstock.com
npj Flexible Electronics aldizkarian argitaratutako artikulu batek polietileno tereftalatozko (PET) trama-hariak eta polibinilideno fluorurozko (PVDF) trama-hariak erabiliz ehunetarako presio-transduktore piezoelektrikoen fabrikazioari buruzko informazioa ematen du. Garatutako presio-sentsorearen errendimendua ehundura-ereduan oinarritutako presio-neurketari dagokionez, gutxi gorabehera 2 metroko oihal-eskalan erakusten da.
Emaitzek erakusten dute 2/2 canard diseinua erabiliz optimizatutako presio-sentsore baten sentikortasuna % 245 handiagoa dela 1/1 canard diseinuarena baino. Horrez gain, hainbat sarrera erabili ziren ehun optimizatuen errendimendua ebaluatzeko, besteak beste, flexioa, estutzea, zimurrak, bihurdura eta hainbat giza mugimendu. Lan honetan, sentsore-pixelen matrizea duen ehun-oinarritutako presio-sentsore batek pertzepzio-ezaugarri egonkorrak eta sentikortasun handia erakusten ditu.
Rice. 1. PVDF harien eta ehun multifuntzionalen prestaketa. a PVDF nanofibra lerrokatuak ekoizteko erabiltzen den 50 toberako elektroirazketa prozesu baten diagrama, non kobrezko hagaxkak paraleloan jartzen diren garraiatzaile-zinta batean, eta urratsak lau geruzako monofilamentozko filamentuetatik hiru txirikordatutako egitura prestatzea dira. b PVDF zuntz lerrokatuen SEM irudia eta diametroen banaketa. c Lau geruzako hari baten SEM irudia. d Lau geruzako hari baten trakzio-erresistentzia eta haustura-erresistentzia, bihurduraren arabera. e Lau geruzako hari baten X izpien difrakzio-eredua, alfa eta beta faseen presentzia erakusten duena. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al. (2022)
Robot adimendunen eta gailu elektroniko eramangarrien garapen azkarrak presio-sentsore malguetan oinarritutako gailu berri asko sortu ditu, eta haien aplikazioak elektronikan, industrian eta medikuntzan azkar garatzen ari dira.
Piezoelektrizitatea tentsio mekanikoaren menpe dagoen material batean sortzen den karga elektrikoa da. Material asimetrikoetan piezoelektrizitateak tentsio mekanikoaren eta karga elektrikoaren arteko erlazio lineal eta itzulgarria ahalbidetzen du. Beraz, material piezoelektriko zati bat fisikoki deformatzen denean, karga elektriko bat sortzen da, eta alderantziz.
Gailu piezoelektrikoek iturri mekaniko libre bat erabil dezakete energia gutxi kontsumitzen duten osagai elektronikoentzako energia-iturri alternatibo bat emateko. Gailuaren material mota eta egitura funtsezko parametroak dira akoplamendu elektromekanikoan oinarritutako ukipen-gailuak ekoizteko. Tentsio handiko material ez-organikoez gain, material organiko mekanikoki malguak ere aztertu dira eramangarri diren gailuetan.
Elektrohariztatze metodoen bidez nanozuntz bihurtzen diren polimeroak oso erabiliak dira energia piezoelektrikoa biltegiratzeko gailu gisa. Polimero nanozuntz piezoelektrikoek ehunetan oinarritutako diseinu-egiturak sortzea errazten dute aplikazio eramangarrietarako, hainbat ingurunetan elastikotasun mekanikoan oinarritutako sorkuntza elektromekanikoa eskainiz.
Horretarako, polimero piezoelektrikoak asko erabiltzen dira, besteak beste, PVDF eta haren deribatuak, piezoelektrizitate handia dutenak. PVDF zuntz hauek tiraka eta ehunak sortzen dira aplikazio piezoelektrikoetarako, besteak beste, sentsore eta sorgailuetarako.
2. irudia. Eremu handiko ehunak eta haien propietate fisikoak. 195 cm x 50 cm-ko 2/2 trama-saihets-eredu handi baten argazkia. b PVDF trama batez eta bi PET oinarriz tartekatutako trama batez osatutako 2/2 trama-eredu baten SEM irudia. c Haustura-modulua eta tentsioa 1/1, 2/2 eta 3/3 trama-ertzak dituzten hainbat oihaletan. d oihalarentzat neurtutako zintzilikatze-angelua da. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al. (2022)
Lan honetan, PVDF nanofibra-harizpietan oinarritutako ehun-sorgailuak eraikitzen dira 50 zurrusta elektroirazketa prozesu sekuentzial bat erabiliz, non 50 tobera erabiltzeak nanofibra-esterillak ekoiztea errazten duen biraketa-zinta garraiatzaile bat erabiliz. Hainbat ehundura-egitura sortzen dira PET haria erabiliz, besteak beste, 1/1 (laua), 2/2 eta 3/3 trama-saihetsak.
Aurreko lanek kobrea erabili izanaren berri eman dute zuntzak lerrokatzeko, zuntzak biltzeko danborretan lerrokatutako kobrezko harien moduan. Hala ere, egungo lana garraiatzaile-zinta batean 1,5 cm-ko tartearekin jarritako kobrezko haga paraleloetan datza, sarreren lerrokatzea errazteko, kargatutako zuntzen eta kobrezko zuntzari lotutako zuntzen gainazaleko kargen arteko elkarrekintza elektrostatikoetan oinarrituta.
Aurretik deskribatutako sentsore kapazitibo edo piezoerresistiboen aldean, artikulu honetan proposatutako ehunen presio sentsoreak 0,02 eta 694 Newton arteko sarrera-indar sorta zabal bati erantzuten dio. Gainera, proposatutako ehunen presio sentsoreak bere jatorrizko sarreraren % 81,3 mantendu zuen bost garbiketa estandarren ondoren, presio sentsorearen iraunkortasuna adieraziz.
Gainera, 1/1, 2/2 eta 3/3 saihets-ehunduraren tentsio eta korronte emaitzak ebaluatzeko sentikortasun-balioek 83 eta 36 mV/N-ko tentsio-sentsibilitate handia erakutsi zuten 2/2 eta 3/3 saihets-presioarekiko. 3 trama-sentsoreek % 245 eta % 50 sentikortasun handiagoa erakutsi zuten presio-sentsore horientzat, hurrenez hurren, 24 mV/N-ko 1/1 trama-presio sentsorearekin alderatuta.
Rice. 3. Oihal osoko presio-sentsorearen aplikazio zabaldua. a Oin-zola osoaren presio-sentsore baten adibidea, bi elektrodo zirkularren azpian sartuta, aurrealdeko oina (behatzen azpian) eta orpoaren mugimendua detektatzeko. b Ibiltzeko prozesuko urrats bakoitzaren etapa bakoitzaren eskema-adierazpena: orpoaren lurreratzea, lurreratzea, behatzen kontaktua eta hanka altxatzea. c Ibiltzeko urratsaren zati bakoitzari erantzunez tentsio-irteerako seinaleak, ibiltzeko analisietarako, eta d Ibiltzeko fase bakoitzarekin lotutako seinale elektriko anplifikatuak. e Ehun osoko presio-sentsore baten eskema, gehienez 12 pixel-zelula angeluzuzeneko matrizearekin, pixel bakoitzetik banakako seinaleak detektatzeko eredudun lerro eroaleekin. f Pixel bakoitzean hatza sakatuz sortutako seinale elektrikoaren 3D mapa. g Seinale elektrikoa hatzarekin sakatutako pixelean bakarrik detektatzen da, eta ez da alboko seinalerik sortzen beste pixeletan, eta horrek baieztatzen du ez dagoela diafoniarik. © Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al. (2022)
Ondorioz, ikerketa honek PVDF nanofibra piezoelektrikozko harizpiak dituen ehunen presio-sentsore oso sentikor eta eramangarri bat erakusten du. Fabrikatutako presio-sentsoreek 0,02 eta 694 Newton arteko sarrera-indar sorta zabala dute.
Berrogeita hamar tobera erabili ziren prototipo batean hari-makina elektriko batean, eta nanozuntzez osatutako esterilla jarraitu bat ekoiztu zen kobrezko hagatxoetan oinarritutako sorta-garraiatzaile bat erabiliz. Konpresio etengabearen pean, fabrikatutako 2/2 bilbeko ehunak 83 mV/N-ko sentikortasuna erakutsi zuen, hau da, 1/1 bilbeko ehunak baino % 245 handiagoa.
Proposatutako ehundutako presio-sentsoreek seinale elektrikoak kontrolatzen dituzte mugimendu fisiologikoei eraginez, hala nola bihurrituz, tolestuz, estutuz, korrika eginez eta ibiltzeaz. Gainera, ehun-presio-neurgailu hauek ohiko ehunekin parekagarriak dira iraunkortasunari dagokionez, jatorrizko errendimenduaren % 81,3 inguru mantentzen baitute 5 garbiketa estandar egin ondoren ere. Horrez gain, fabrikatutako ehun-sentsorea eraginkorra da osasun-sisteman, pertsona baten ibilaldiaren segmentu jarraituetan oinarritutako seinale elektrikoak sortuz.
Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, HR, et al. (2022). Ehun-formako presio-sentsore piezoelektrikoa, elektroiragazitako polibinilideno fluoruro nanozuntzetan oinarritua, 50 tobera dituena, ehundura-ereduaren arabera. Elektronika malgua npj. https://www.nature.com/articles/s41528-022-00203-6.
Oharra: Hemen adierazitako iritziak egilearenak dira, bere gaitasun pertsonalean, eta ez dute zertan AZoM.com Limited T/A AZoNetwork-en, webgune honen jabearen eta operadorearen, iritziak islatu. Ohar hau webgune honen erabilera-baldintzen parte da.
Bhavna Kaveti zientzia idazlea da, Hyderabad-ekoa (India). Indiako Vellore Teknologia Institutuan (Sc) masterra eta doktoretza ditu, eta Guanajuatoko Unibertsitatean (Mexiko) kimika organiko eta sendagarrian. Bere ikerketa lana heterozikloetan oinarritutako molekula bioaktiboen garapenarekin eta sintesiarekin lotuta dago, eta esperientzia du urrats anitzeko eta osagai anitzeko sintesian. Doktorego ikerketan zehar, hainbat heteroziklotan oinarritutako molekula peptidomimetiko lotu eta fusionatuen sintesian lan egin zuen, eta molekula horiek jarduera biologikoa gehiago funtzionalizatzeko ahalmena dutela espero da. Tesiak eta ikerketa-lanak idazten zituen bitartean, idazketa eta komunikazio zientifikoarekiko zuen grina aztertu zuen.
Cavity, Buffner. (2022ko abuztuaren 11a). Osasun-monitorizazio eramangarrirako diseinatutako ehun osoko presio-sentsorea. AZonano. 2022ko urriaren 21ean berreskuratua hemendik: https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544.
Cavity, Buffner. “Osasunaren monitorizazio eramangarrirako diseinatutako ehun osoko presio-sentsore bat”. AZonano.2022ko urriaren 21a.2022ko urriaren 21a.
Cavity, Buffner. “Osasunaren monitorizaziorako ehun osoko presio-sentsore bat, eramangarri gisa diseinatua”. AZonano. https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544. (2022ko urriaren 21etik aurrera).
Cavity, Buffner. 2022. Osasun-monitorizazio eramangarrirako diseinatutako oihal-presio-sentsorea. AZoNano, 2022ko urriaren 21ean kontsultatua, https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544.
Elkarrizketa honetan, AZoNanok André Nel irakaslearekin hitz egiten du parte hartzen ari den ikerketa berritzaile bati buruz, eta ikerketa horrek pankreako minbizi-zeluletan sartzen lagun dezakeen "beirazko burbuila" nanogarraiatzaile baten garapena deskribatzen du.
Elkarrizketa honetan, AZoNanok UC Berkeleyko King Kong Leerekin hitz egiten du bere Nobel saria irabazi duen teknologiari buruz, pintza optikoei buruz.
Elkarrizketa honetan, SkyWater Technology-rekin hitz egingo dugu erdieroaleen industriaren egoerari buruz, nanoteknologiak industria moldatzen nola laguntzen duen eta haien lankidetza berriari buruz.
Inoveno PE-550 nanofibra jarraituak ekoizteko elektroiragazki/ihinztadura makinarik salduena da.
Filmetrics R54 Erdieroale eta konpositezko obleetarako xafla-erresistentzia mapatzeko tresna aurreratua.