Kami menggunakan cookie untuk meningkatkan pengalaman Anda.Dengan terus menjelajahi situs ini, Anda menyetujui penggunaan cookie kami.Informasi tambahan.
Sensor tekanan yang dapat dikenakan dapat membantu memantau kesehatan manusia dan mewujudkan interaksi manusia-komputer.Upaya sedang dilakukan untuk membuat sensor tekanan dengan desain perangkat universal dan sensitivitas tinggi terhadap tekanan mekanis.
Studi: Menenun transduser tekanan piezoelektrik tekstil tergantung pola berdasarkan nanofibers polivinilidena fluorida elektrospun dengan 50 nozel.Kredit Gambar: Studio Afrika/Shutterstock.com
Sebuah artikel yang diterbitkan dalam jurnal npj Flexible Electronics melaporkan pembuatan transduser tekanan piezoelektrik untuk kain menggunakan benang lusi polietilen tereftalat (PET) dan benang pakan polivinilidena fluorida (PVDF).Kinerja sensor tekanan yang dikembangkan dalam kaitannya dengan pengukuran tekanan berdasarkan pola anyaman ditunjukkan pada skala kain sekitar 2 meter.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa sensitivitas sensor tekanan yang dioptimalkan menggunakan desain canard 2/2 lebih tinggi 245% dibandingkan dengan desain canard 1/1.Selain itu, berbagai masukan digunakan untuk mengevaluasi kinerja kain yang dioptimalkan, termasuk fleksi, meremas, kerutan, memutar, dan berbagai gerakan manusia.Dalam karya ini, sensor tekanan berbasis jaringan dengan susunan piksel sensor menunjukkan karakteristik perseptual yang stabil dan sensitivitas tinggi.
Beras.1. Persiapan benang PVDF dan kain multifungsi.diagram proses electrospinning 50-nozzle yang digunakan untuk menghasilkan tikar serat nano PVDF yang selaras, di mana batang tembaga ditempatkan secara paralel pada sabuk konveyor, dan langkah-langkahnya adalah menyiapkan tiga struktur jalinan dari filamen monofilamen empat lapis.b Gambar SEM dan distribusi diameter serat PVDF yang selaras.c Gambar SEM dari benang empat lapis.d Kekuatan tarik dan regangan saat putus benang empat lapis sebagai fungsi puntiran.e Pola difraksi sinar-X dari benang empat lapis menunjukkan adanya fase alfa dan beta.© Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al.(2022)
Pesatnya perkembangan robot cerdas dan perangkat elektronik yang dapat dipakai telah memunculkan banyak perangkat baru berdasarkan sensor tekanan fleksibel, dan penerapannya dalam elektronik, industri, dan kedokteran berkembang pesat.
Piezoelektrik adalah muatan listrik yang dihasilkan pada bahan yang mengalami tekanan mekanis.Piezoelektrik dalam bahan asimetris memungkinkan hubungan reversibel linier antara tekanan mekanis dan muatan listrik.Oleh karena itu, ketika sepotong bahan piezoelektrik dideformasi secara fisik, muatan listrik dibuat, dan sebaliknya.
Perangkat piezoelektrik dapat menggunakan sumber mekanis bebas untuk menyediakan sumber daya alternatif untuk komponen elektronik yang mengonsumsi sedikit daya.Jenis bahan dan struktur perangkat merupakan parameter kunci untuk produksi perangkat sentuh berdasarkan kopling elektromekanis.Selain bahan anorganik bertegangan tinggi, bahan organik yang fleksibel secara mekanis juga telah dieksplorasi dalam perangkat yang dapat dikenakan.
Polimer yang diproses menjadi serat nano dengan metode electrospinning banyak digunakan sebagai perangkat penyimpanan energi piezoelektrik.Serat nano polimer piezoelektrik memfasilitasi pembuatan struktur desain berbasis kain untuk aplikasi yang dapat dikenakan dengan menyediakan pembangkitan elektromekanis berdasarkan elastisitas mekanis di berbagai lingkungan.
Untuk tujuan ini, polimer piezoelektrik banyak digunakan, termasuk PVDF dan turunannya, yang memiliki piezoelektrik yang kuat.Serat PVDF ini ditarik dan dipintal menjadi kain untuk aplikasi piezoelektrik termasuk sensor dan generator.
Gambar 2. Jaringan luas dan sifat fisiknya.Foto pola iga pakan 2/2 ukuran besar hingga 195 cm x 50 cm.b Gambar SEM dari pola pakan 2/2 yang terdiri dari satu pakan PVDF disisipkan dengan dua basis PET.c Modulus dan regangan putus pada berbagai kain dengan tepi pakan 1/1, 2/2 dan 3/3.d adalah sudut gantung yang diukur untuk kain.© Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al.(2022)
Dalam karya ini, generator kain berdasarkan filamen nanofiber PVDF dibangun menggunakan proses electrospinning 50-jet berurutan, di mana penggunaan 50 nosel memfasilitasi produksi tikar nanofiber menggunakan sabuk konveyor sabuk berputar.Berbagai struktur tenun dibuat menggunakan benang PET, termasuk 1/1 (polos), 2/2 dan 3/3 tulang rusuk pakan.
Pekerjaan sebelumnya telah melaporkan penggunaan tembaga untuk penyelarasan serat dalam bentuk kabel tembaga yang disejajarkan pada drum pengumpul serat.Namun, pekerjaan saat ini terdiri dari batang tembaga paralel yang berjarak 1,5 cm pada sabuk konveyor untuk membantu menyelaraskan pemintal berdasarkan interaksi elektrostatik antara serat bermuatan yang masuk dan muatan pada permukaan serat yang menempel pada serat tembaga.
Tidak seperti sensor kapasitif atau piezoresistif yang dijelaskan sebelumnya, sensor tekanan jaringan yang diusulkan dalam makalah ini merespons berbagai gaya input dari 0,02 hingga 694 Newton.Selain itu, sensor tekanan kain yang diusulkan mempertahankan 81,3% input aslinya setelah lima kali pencucian standar, yang menunjukkan daya tahan sensor tekanan.
Selain itu, nilai sensitivitas mengevaluasi hasil tegangan dan arus untuk 1/1, 2/2, dan 3/3 rib knit menunjukkan sensitivitas tegangan tinggi 83 dan 36 mV/N untuk tekanan 2/2 dan 3/3 rib.3 sensor pakan menunjukkan sensitivitas masing-masing 245% dan 50% lebih tinggi untuk sensor tekanan ini, dibandingkan dengan sensor tekanan pakan 24 mV/N 1/1.
Beras.3. Aplikasi sensor tekanan full-cloth yang diperluas.a Contoh sensor tekanan insole yang terbuat dari 2/2 kain bergaris pakan yang dimasukkan di bawah dua elektroda melingkar untuk mendeteksi kaki depan (tepat di bawah jari kaki) dan gerakan tumit.b Representasi skematis dari setiap tahap langkah individu dalam proses berjalan: pendaratan tumit, landasan, kontak jari kaki, dan pengangkatan kaki.c Sinyal output tegangan sebagai respons terhadap setiap bagian dari langkah kiprah untuk analisis kiprah dan d Penguatan sinyal listrik yang terkait dengan setiap fase kiprah.e Skema sensor tekanan jaringan penuh dengan larik hingga 12 sel piksel persegi panjang dengan pola garis konduktif untuk mendeteksi sinyal individu dari setiap piksel.f Peta 3D dari sinyal listrik yang dihasilkan dengan menekan jari pada setiap piksel.g Sinyal elektrik hanya terdeteksi pada piksel yang ditekan dengan jari, dan tidak ada sinyal samping yang dihasilkan pada piksel lain, memastikan bahwa tidak ada crosstalk.© Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, H. R et al.(2022)
Sebagai kesimpulan, penelitian ini menunjukkan sensor tekanan jaringan yang sangat sensitif dan dapat dipakai yang menggabungkan filamen piezoelektrik nanofiber PVDF.Sensor tekanan yang diproduksi memiliki berbagai gaya input dari 0,02 hingga 694 Newton.
Lima puluh nosel digunakan pada satu prototipe mesin pemintalan listrik, dan tikar nanofibers kontinyu diproduksi menggunakan konveyor batch berdasarkan batang tembaga.Di bawah kompresi intermiten, kain kelim pakan 2/2 yang diproduksi menunjukkan sensitivitas 83 mV/N, yaitu sekitar 245% lebih tinggi daripada kain kelim pakan 1/1.
Sensor tekanan anyaman yang diusulkan memantau sinyal listrik dengan mengarahkannya ke gerakan fisiologis, termasuk memutar, menekuk, meremas, berlari, dan berjalan.Selain itu, pengukur tekanan kain ini sebanding dengan kain konvensional dalam hal daya tahan, mempertahankan sekitar 81,3% hasil aslinya bahkan setelah 5 kali pencucian standar.Selain itu, sensor jaringan yang diproduksi efektif dalam sistem perawatan kesehatan dengan menghasilkan sinyal listrik berdasarkan segmen berjalan seseorang yang berkelanjutan.
Kim, DB, Han, J., Sung, SM, Kim, MS, Choi, BK, Park, SJ, Hong, HR, dkk.(2022).Sensor tekanan piezoelektrik kain berdasarkan serat nano polivinilidena fluorida elektrospun dengan 50 nosel, bergantung pada pola tenunan.Elektronik fleksibel npj.https://www.nature.com/articles/s41528-022-00203-6.
Penafian: Pandangan yang diungkapkan di sini adalah dari penulis dalam kapasitas pribadinya dan tidak mencerminkan pandangan AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, pemilik dan operator situs web ini.Penafian ini adalah bagian dari ketentuan penggunaan situs web ini.
Bhavna Kaveti adalah seorang penulis sains dari Hyderabad, India.Dia memegang MSc dan MD dari Vellore Institute of Technology, India.dalam kimia organik dan pengobatan dari Universitas Guanajuato, Meksiko.Pekerjaan penelitiannya terkait dengan pengembangan dan sintesis molekul bioaktif berdasarkan heterocycles, dan dia memiliki pengalaman dalam sintesis multi-langkah dan multi-komponen.Selama penelitian doktoralnya, ia bekerja pada sintesis berbagai molekul peptidomimetik yang terikat dan menyatu berbasis heterosiklik yang diharapkan memiliki potensi untuk lebih memfungsikan aktivitas biologis.Saat menulis disertasi dan makalah penelitian, dia mengeksplorasi kecintaannya pada penulisan ilmiah dan komunikasi.
Rongga, Buffner.(11 Agustus 2022).Sensor tekanan kain lengkap dirancang untuk pemantauan kesehatan yang dapat dikenakan.AZonano.Diambil 21 Oktober 2022 dari https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544.
Rongga, Buffner.“Sensor tekanan semua jaringan yang dirancang untuk pemantauan kesehatan yang dapat dipakai”.AZonano.21 Oktober 2022 .21 Oktober 2022 .
Rongga, Buffner.“Sensor tekanan semua jaringan yang dirancang untuk pemantauan kesehatan yang dapat dipakai”.AZonano.https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544.(Per 21 Oktober 2022).
Rongga, Buffner.2022. Sensor tekanan semua kain dirancang untuk pemantauan kesehatan yang dapat dikenakan.AZoNano, diakses 21 Oktober 2022, https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544.
Dalam wawancara ini, AZoNano berbicara dengan Profesor André Nel tentang studi inovatif yang dia ikuti yang menjelaskan pengembangan nanocarrier "gelembung kaca" yang dapat membantu obat memasuki sel kanker pankreas.
Dalam wawancara ini, AZoNano berbicara dengan King Kong Lee dari UC Berkeley tentang teknologi pemenang Hadiah Nobelnya, pinset optik.
Dalam wawancara ini, kami berbicara dengan SkyWater Technology tentang keadaan industri semikonduktor, bagaimana nanoteknologi membantu membentuk industri, dan kemitraan baru mereka.
Inoveno PE-550 adalah mesin electrospinning/penyemprot terlaris untuk produksi nanofiber berkelanjutan.
Filmmetrics R54 Alat pemetaan resistansi lembaran canggih untuk semikonduktor dan wafer komposit.