हम आपके अनुभव को बेहतर बनाने के लिए कुकीज़ का उपयोग करते हैं। इस साइट को ब्राउज़ करना जारी रखते हुए, आप कुकीज़ के हमारे उपयोग से सहमत हैं। अतिरिक्त जानकारी।
पहनने योग्य दबाव सेंसर मानव स्वास्थ्य की निगरानी करने और मानव-कंप्यूटर इंटरैक्शन को साकार करने में मदद कर सकते हैं। सार्वभौमिक डिवाइस डिज़ाइन और यांत्रिक तनाव के प्रति उच्च संवेदनशीलता वाले दबाव सेंसर बनाने के प्रयास जारी हैं।
अध्ययन: 50 नोजल के साथ इलेक्ट्रोस्पन पॉलीविनाइलिडीन फ्लोराइड नैनोफाइबर पर आधारित बुनाई पैटर्न पर निर्भर टेक्सटाइल पीजोइलेक्ट्रिक प्रेशर ट्रांसड्यूसर। छवि क्रेडिट: अफ्रीकन स्टूडियो/शटरस्टॉक.कॉम
एनपीजे फ्लेक्सिबल इलेक्ट्रॉनिक्स पत्रिका में प्रकाशित एक लेख में पॉलीइथिलीन टेरेफ्थेलेट (पीईटी) ताना धागे और पॉलीविनाइलिडीन फ्लोराइड (पीवीडीएफ) बाने धागे का उपयोग करके कपड़ों के लिए पीजोइलेक्ट्रिक प्रेशर ट्रांसड्यूसर के निर्माण पर रिपोर्ट दी गई है। बुनाई पैटर्न के आधार पर दबाव माप के संबंध में विकसित दबाव सेंसर का प्रदर्शन लगभग 2 मीटर के कपड़े के पैमाने पर प्रदर्शित किया गया है।
परिणाम दर्शाते हैं कि 2/2 कैनार्ड डिज़ाइन का उपयोग करके अनुकूलित दबाव सेंसर की संवेदनशीलता 1/1 कैनार्ड डिज़ाइन की तुलना में 245% अधिक है। इसके अलावा, अनुकूलित कपड़ों के प्रदर्शन का मूल्यांकन करने के लिए विभिन्न इनपुट का उपयोग किया गया, जिसमें फ्लेक्सन, निचोड़ना, झुर्रियाँ पड़ना, मुड़ना और विभिन्न मानवीय गतिविधियाँ शामिल हैं। इस कार्य में, सेंसर पिक्सेल सरणी के साथ एक ऊतक-आधारित दबाव सेंसर स्थिर अवधारणात्मक विशेषताओं और उच्च संवेदनशीलता को प्रदर्शित करता है।
चित्र. 1. पीवीडीएफ धागे और बहुक्रियाशील कपड़े तैयार करना। a पीवीडीएफ नैनोफाइबर के संरेखित मैट बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली 50-नोजल इलेक्ट्रोस्पिनिंग प्रक्रिया का आरेख, जहां तांबे की छड़ें एक कन्वेयर बेल्ट पर समानांतर में रखी जाती हैं, और चरण चार-परत मोनोफिलामेंट फिलामेंट्स से तीन लट वाली संरचनाएं तैयार करना है। b संरेखित पीवीडीएफ फाइबर की SEM छवि और व्यास वितरण। c चार-परत यार्न की SEM छवि। d मोड़ के एक फ़ंक्शन के रूप में चार-परत यार्न के टूटने पर तन्य शक्ति और तनाव। e अल्फा और बीटा चरणों की उपस्थिति को दर्शाने वाले चार-परत यार्न का एक्स-रे विवर्तन पैटर्न। © किम, डीबी, हान, जे., सुंग, एसएम, किम, एमएस, चोई, बीके, पार्क, एसजे, हांग, एच. आर एट अल. (2022)
बुद्धिमान रोबोट और पहनने योग्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के तेजी से विकास ने लचीले दबाव सेंसर पर आधारित कई नए उपकरणों को जन्म दिया है, और इलेक्ट्रॉनिक्स, उद्योग और चिकित्सा में उनके अनुप्रयोग तेजी से विकसित हो रहे हैं।
पीजोइलेक्ट्रिसिटी एक विद्युत आवेश है जो यांत्रिक तनाव के अधीन एक सामग्री पर उत्पन्न होता है। असममित सामग्रियों में पीजोइलेक्ट्रिसिटी यांत्रिक तनाव और विद्युत आवेश के बीच एक रैखिक प्रतिवर्ती संबंध की अनुमति देता है। इसलिए, जब पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री का एक टुकड़ा शारीरिक रूप से विकृत होता है, तो एक विद्युत आवेश बनता है, और इसके विपरीत।
पीजोइलेक्ट्रिक उपकरण इलेक्ट्रॉनिक घटकों के लिए वैकल्पिक ऊर्जा स्रोत प्रदान करने के लिए एक मुक्त यांत्रिक स्रोत का उपयोग कर सकते हैं जो कम बिजली की खपत करते हैं। उपकरण की सामग्री और संरचना का प्रकार इलेक्ट्रोमैकेनिकल कपलिंग पर आधारित स्पर्श उपकरणों के उत्पादन के लिए प्रमुख पैरामीटर हैं। उच्च वोल्टेज अकार्बनिक सामग्रियों के अलावा, पहनने योग्य उपकरणों में यांत्रिक रूप से लचीले कार्बनिक पदार्थों की भी खोज की गई है।
इलेक्ट्रोस्पिनिंग विधियों द्वारा नैनोफाइबर में संसाधित पॉलिमर का व्यापक रूप से पीजोइलेक्ट्रिक ऊर्जा भंडारण उपकरणों के रूप में उपयोग किया जाता है। पीजोइलेक्ट्रिक पॉलिमर नैनोफाइबर विभिन्न वातावरणों में यांत्रिक लोच के आधार पर इलेक्ट्रोमैकेनिकल उत्पादन प्रदान करके पहनने योग्य अनुप्रयोगों के लिए कपड़े-आधारित डिज़ाइन संरचनाओं के निर्माण की सुविधा प्रदान करते हैं।
इस उद्देश्य के लिए, पीजोइलेक्ट्रिक पॉलिमर का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जिसमें PVDF और इसके व्युत्पन्न शामिल हैं, जिनमें मजबूत पीजोइलेक्ट्रिसिटी होती है। इन PVDF फाइबर को सेंसर और जनरेटर सहित पीजोइलेक्ट्रिक अनुप्रयोगों के लिए फैब्रिक में खींचा और काता जाता है।
चित्र 2. बड़े क्षेत्र के ऊतक और उनके भौतिक गुण। 195 सेमी x 50 सेमी तक के बड़े 2/2 वेफ्ट रिब पैटर्न की तस्वीर। b दो PET बेस के साथ इंटरलीव किए गए एक PVDF वेफ्ट से युक्त 2/2 वेफ्ट पैटर्न की SEM छवि। c 1/1, 2/2 और 3/3 वेफ्ट किनारों वाले विभिन्न कपड़ों में ब्रेक पर मापांक और तनाव। d कपड़े के लिए मापा गया लटकने वाला कोण है। © किम, डीबी, हान, जे., सुंग, एसएम, किम, एमएस, चोई, बीके, पार्क, एसजे, हांग, एच. आर एट अल. (2022)
वर्तमान कार्य में, PVDF नैनोफाइबर फिलामेंट्स पर आधारित फैब्रिक जनरेटर का निर्माण अनुक्रमिक 50-जेट इलेक्ट्रोस्पिनिंग प्रक्रिया का उपयोग करके किया जाता है, जहाँ 50 नोजल का उपयोग घूर्णन बेल्ट कन्वेयर बेल्ट का उपयोग करके नैनोफाइबर मैट के उत्पादन की सुविधा प्रदान करता है। PET यार्न का उपयोग करके विभिन्न बुनाई संरचनाएँ बनाई जाती हैं, जिनमें 1/1 (सादा), 2/2 और 3/3 वेफ्ट रिब्स शामिल हैं।
पिछले शोध में फाइबर संग्रह ड्रम पर संरेखित तांबे के तारों के रूप में फाइबर संरेखण के लिए तांबे के उपयोग की रिपोर्ट की गई है। हालाँकि, वर्तमान कार्य में एक कन्वेयर बेल्ट पर 1.5 सेमी की दूरी पर समानांतर तांबे की छड़ें शामिल हैं, जो आने वाले चार्ज किए गए फाइबर और तांबे के फाइबर से जुड़े फाइबर की सतह पर चार्ज के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन के आधार पर स्पिनरेट्स को संरेखित करने में मदद करती हैं।
पहले बताए गए कैपेसिटिव या पीज़ोरेसिस्टिव सेंसर के विपरीत, इस पेपर में प्रस्तावित टिशू प्रेशर सेंसर 0.02 से 694 न्यूटन तक इनपुट बलों की एक विस्तृत श्रृंखला पर प्रतिक्रिया करता है। इसके अलावा, प्रस्तावित फैब्रिक प्रेशर सेंसर ने पाँच मानक धुलाई के बाद अपने मूल इनपुट का 81.3% बनाए रखा, जो प्रेशर सेंसर की स्थायित्व को दर्शाता है।
इसके अलावा, 1/1, 2/2, और 3/3 रिब बुनाई के लिए वोल्टेज और वर्तमान परिणामों का मूल्यांकन करने वाले संवेदनशीलता मूल्यों ने 2/2 और 3/3 रिब दबाव के लिए 83 और 36 mV/N की उच्च वोल्टेज संवेदनशीलता दिखाई। 3 वेफ्ट सेंसर ने 24 mV/N वेफ्ट प्रेशर सेंसर 1/1 की तुलना में क्रमशः इन दबाव सेंसर के लिए 245% और 50% अधिक संवेदनशीलता का प्रदर्शन किया।
चावल। 3. पूरे कपड़े के दबाव सेंसर का विस्तारित अनुप्रयोग। a 2/2 वेफ्ट रिब्ड फैब्रिक से बने इनसोल प्रेशर सेंसर का उदाहरण, जिसे अगले पैर (पैर की उंगलियों के ठीक नीचे) और एड़ी की गति का पता लगाने के लिए दो गोलाकार इलेक्ट्रोड के नीचे डाला जाता है। b चलने की प्रक्रिया में व्यक्तिगत चरणों के प्रत्येक चरण का योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व: एड़ी का उतरना, जमीन पर टिकना, पैर का संपर्क और पैर उठाना। c चाल विश्लेषण के लिए चाल कदम के प्रत्येक भाग की प्रतिक्रिया में वोल्टेज आउटपुट संकेत और d चाल के प्रत्येक चरण से जुड़े प्रवर्धित विद्युत संकेत। e प्रत्येक पिक्सेल से व्यक्तिगत संकेतों का पता लगाने के लिए प्रवाहकीय रेखाओं के साथ 12 आयताकार पिक्सेल कोशिकाओं की एक सरणी के साथ एक पूर्ण ऊतक दबाव सेंसर का योजनाबद्ध। f प्रत्येक पिक्सेल पर एक उंगली दबाने से उत्पन्न विद्युत संकेत का एक 3D मानचित्र। g विद्युत संकेत केवल उंगली से दबाए गए पिक्सेल में ही पता लगाया जाता है, और अन्य पिक्सेल में कोई साइड सिग्नल उत्पन्न नहीं होता है, जो पुष्टि करता है कि कोई क्रॉसस्टॉक नहीं है। © किम, डीबी, हान, जे., सुंग, एसएम, किम, एमएस, चोई, बीके, पार्क, एसजे, हांग, एच. आर एट अल. (2022)
निष्कर्ष में, यह अध्ययन PVDF नैनोफाइबर पीजोइलेक्ट्रिक फिलामेंट्स को शामिल करते हुए एक अत्यधिक संवेदनशील और पहनने योग्य ऊतक दबाव सेंसर को प्रदर्शित करता है। निर्मित दबाव सेंसर में 0.02 से 694 न्यूटन तक इनपुट बलों की एक विस्तृत श्रृंखला होती है।
एक प्रोटोटाइप इलेक्ट्रिक स्पिनिंग मशीन पर पचास नोजल का इस्तेमाल किया गया, और तांबे की छड़ों पर आधारित बैच कन्वेयर का उपयोग करके नैनोफाइबर की एक सतत चटाई का उत्पादन किया गया। आंतरायिक संपीड़न के तहत, निर्मित 2/2 वेफ्ट हेम कपड़े ने 83 mV/N की संवेदनशीलता दिखाई, जो 1/1 वेफ्ट हेम कपड़े की तुलना में लगभग 245% अधिक है।
प्रस्तावित ऑल-वूवन प्रेशर सेंसर विद्युत संकेतों की निगरानी शारीरिक गतिविधियों जैसे कि मुड़ना, झुकना, निचोड़ना, दौड़ना और चलना आदि के माध्यम से करते हैं। इसके अलावा, ये फैब्रिक प्रेशर गेज टिकाऊपन के मामले में पारंपरिक कपड़ों के बराबर हैं, जो 5 मानक धुलाई के बाद भी अपनी मूल उपज का लगभग 81.3% बनाए रखते हैं। इसके अलावा, निर्मित ऊतक सेंसर किसी व्यक्ति के चलने के निरंतर खंडों के आधार पर विद्युत संकेत उत्पन्न करके स्वास्थ्य सेवा प्रणाली में प्रभावी है।
किम, डीबी, हान, जे., सुंग, एसएम, किम, एमएस, चोई, बीके, पार्क, एसजे, हांग, एचआर, एट अल. (2022)। बुनाई पैटर्न के आधार पर 50 नोजल के साथ इलेक्ट्रोस्पन पॉलीविनाइलिडीन फ्लोराइड नैनोफाइबर पर आधारित फैब्रिक पीजोइलेक्ट्रिक प्रेशर सेंसर। लचीला इलेक्ट्रॉनिक्स एनपीजे। https://www.nature.com/articles/s41528-022-00203-6।
अस्वीकरण: यहाँ व्यक्त किए गए विचार लेखक के निजी विचार हैं और जरूरी नहीं कि वे इस वेबसाइट के मालिक और संचालक AZoM.com Limited T/A AZoNetwork के विचारों को दर्शाते हों। यह अस्वीकरण इस वेबसाइट के उपयोग की शर्तों का हिस्सा है।
भावना कावेती हैदराबाद, भारत की एक विज्ञान लेखिका हैं। उन्होंने भारत के वेल्लोर इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी से एमएससी और एमडी की डिग्री प्राप्त की है। उन्होंने मैक्सिको के गुआनाजुआटो विश्वविद्यालय से कार्बनिक और औषधीय रसायन विज्ञान में डिग्री प्राप्त की है। उनका शोध कार्य हेट्रोसाइकिल पर आधारित जैवसक्रिय अणुओं के विकास और संश्लेषण से संबंधित है, और उन्हें बहु-चरण और बहु-घटक संश्लेषण में अनुभव है। अपने डॉक्टरेट शोध के दौरान, उन्होंने विभिन्न हेट्रोसाइकिल-आधारित बंधे और जुड़े हुए पेप्टिडोमिमेटिक अणुओं के संश्लेषण पर काम किया, जिनमें जैविक गतिविधि को और अधिक क्रियाशील बनाने की क्षमता होने की उम्मीद है। शोध प्रबंध और शोध पत्र लिखते समय, उन्होंने वैज्ञानिक लेखन और संचार के लिए अपने जुनून का पता लगाया।
कैविटी, बफ़नर। (11 अगस्त, 2022)। पहनने योग्य स्वास्थ्य निगरानी के लिए डिज़ाइन किया गया पूर्ण फ़ैब्रिक प्रेशर सेंसर। एज़ोनानो। 21 अक्टूबर, 2022 को https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544 से लिया गया।
कैविटी, बफ़नर। “पहनने योग्य स्वास्थ्य निगरानी के लिए डिज़ाइन किया गया एक ऑल-टिशू प्रेशर सेंसर”। AZonano.21 अक्टूबर 2022 .21 अक्टूबर 2022 .
कैविटी, बफ़नर। “पहनने योग्य स्वास्थ्य निगरानी के लिए डिज़ाइन किया गया एक ऑल-टिशू प्रेशर सेंसर”। AZonano। https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544. (21 अक्टूबर, 2022 तक)।
कैविटी, बफ़नर। 2022. पहनने योग्य स्वास्थ्य निगरानी के लिए डिज़ाइन किया गया ऑल-क्लॉथ प्रेशर सेंसर। AZoNano, 21 अक्टूबर 2022 को एक्सेस किया गया, https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39544.
इस साक्षात्कार में, AZoNano प्रोफेसर आंद्रे नेल से एक अभिनव अध्ययन के बारे में बात करता है जिसमें वे शामिल हैं, जो एक "ग्लास बबल" नैनोकैरियर के विकास का वर्णन करता है जो दवाओं को अग्नाशय के कैंसर कोशिकाओं में प्रवेश करने में मदद कर सकता है।
इस साक्षात्कार में, AZoNano ने यूसी बर्कले के किंग कांग ली से उनकी नोबेल पुरस्कार विजेता तकनीक, ऑप्टिकल ट्वीजर के बारे में बात की।
इस साक्षात्कार में, हम स्काईवाटर टेक्नोलॉजी से सेमीकंडक्टर उद्योग की स्थिति, नैनो टेक्नोलॉजी किस प्रकार उद्योग को आकार देने में मदद कर रही है, तथा उनकी नई साझेदारी के बारे में बात करेंगे।
इनोवेनो पीई-550 निरंतर नैनोफाइबर उत्पादन के लिए सबसे अधिक बिकने वाली इलेक्ट्रोस्पिनिंग/स्प्रेइंग मशीन है।
फिलमेट्रिक्स आर54 अर्धचालक और मिश्रित वेफर्स के लिए उन्नत शीट प्रतिरोध मानचित्रण उपकरण।