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पहनने योग्य दबाव सेंसर मानव स्वास्थ्य की निगरानी करने और मानव-कंप्यूटर संपर्क का एहसास करने में मदद कर सकते हैं।सार्वभौमिक उपकरण 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 कपड़ा पीजोइलेक्ट्रिक दबाव ट्रांसड्यूसर।छवि क्रेडिट: अफ़्रीकी स्टूडियो/शटरस्टॉक.कॉम
एनपीजे फ्लेक्सिबल इलेक्ट्रॉनिक्स पत्रिका में प्रकाशित एक लेख में पॉलीइथाइलीन टेरेफ्थेलेट (पीईटी) ताना यार्न और पॉलीविनाइलिडीन फ्लोराइड (पीवीडीएफ) बाने यार्न 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 जाता है।
नतीजे बताते 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 लचीलापन, निचोड़ना, झुर्रियां पड़ना, मुड़ना और विभिन्न मानव गतिविधियां शामिल हैं।इस कार्य में, सेंसर पिक्सेल सरणी के साथ एक ऊतक-आधारित दबाव सेंसर स्थिर अवधारणात्मक विशेषताओं और उच्च संवेदनशीलता प्रदर्शित करता है।
चावल।1. पीवीडीएफ धागे और बहुकार्यात्मक कपड़े तैयार करना।पीवीडीएफ नैनोफाइबर के संरेखित मैट का उत्पादन करने के लिए उपयोग की जाने वाली 50-नोजल इलेक्ट्रोस्पिनिंग प्रक्रिया का एक आरेख, जहां तांबे की छड़ें एक कन्वेयर बेल्ट पर समानांतर में रखी जाती हैं, और चरण चार-परत मोनोफिलामेंट फिलामेंट्स से तीन ब्रेडेड संरचनाएं तैयार करने के लिए होते हैं।बी एसईएम छवि और संरेखित पीवीडीएफ फाइबर का व्यास वितरण।c चार-प्लाई सूत की SEM छवि।घ मोड़ के कार्य के रूप में चार-प्लाई धागे के टूटने पर तन्य शक्ति और तनाव।ई चार-प्लाई यार्न का एक्स-रे विवर्तन पैटर्न जो अल्फा और बीटा चरणों की उपस्थिति दर्शाता है।© 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।
पीज़ोइलेक्ट्रिसिटी एक सामग्री पर उत्पन्न विद्युत आवेश है जो यांत्रिक तनाव के अधीन है।असममित सामग्रियों में पीज़ोइलेक्ट्रिसिटी यांत्रिक तनाव और विद्युत आवेश के बीच एक रैखिक प्रतिवर्ती संबंध की अनुमति देती है।इसलिए, जब पीज़ोइलेक्ट्रिक सामग्री का एक टुकड़ा भौतिक रूप से विकृत होता है, तो एक विद्युत आवेश उत्पन्न होता है, और इसके विपरीत।
पीजोइलेक्ट्रिक उपकरण कम बिजली की खपत करने वाले इलेक्ट्रॉनिक घटकों के लिए वैकल्पिक ऊर्जा स्रोत प्रदान करने के लिए एक मुफ्त यांत्रिक स्रोत का उपयोग कर सकते हैं।डिवाइस 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 लचीली कार्बनिक सामग्रियों का भी पता लगाया गया 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 पीढ़ी प्रदान करके पहनने योग्य अनुप्रयोगों के लिए कपड़े-आधारित डिजाइन संरचनाओं के निर्माण की सुविधा प्रदान करते हैं।
इस उद्देश्य के लिए, पीजोइलेक्ट्रिक पॉलिमर का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जिसमें पीवीडीएफ और इसके डेरिवेटिव शामिल हैं, जिनमें मजबूत पीजोइलेक्ट्रिकिटी होती है।इन पीवीडीएफ फाइबर को सेंसर और जनरेटर सहित पीजोइलेक्ट्रिक अनुप्रयोगों के लिए कपड़े में खींचा और घुमाया जाता है।
चित्र 2. बड़े क्षेत्र के ऊतक और उनके भौतिक गुण।195 सेमी x 50 सेमी तक के बड़े 2/2 बाने की पसली पैटर्न का फोटोग्राफ।2/2 वेफ्ट पैटर्न की बी एसईएम छवि जिसमें दो पीईटी आधारों के साथ इंटरलीव्ड एक पीवीडीएफ वेफ्ट शामिल है।सी मापांक और 1/1, 2/2 और 3/3 बाने के किनारों के साथ विभिन्न कपड़ों में टूटने पर तनाव।d कपड़े के लिए मापा गया लटकता हुआ कोण है।© किम, डीबी, हान, जे., सुंग, एसएम, किम, एमएस, चोई, बीके, पार्क, एसजे, हांग, एच. आर एट अल।(2022)
वर्तमान कार्य में, पीवीडीएफ नैनोफाइबर फिलामेंट्स पर आधारित फैब्रिक जनरेटर का निर्माण अनुक्रमिक 50-जेट इलेक्ट्रोस्पिनिंग प्रक्रिया का उपयोग करके किया जाता है, जहां 50 नोजल का उपयोग घूर्णन बेल्ट कन्वेयर बेल्ट का उपयोग करके नैनोफाइबर मैट के उत्पादन की सुविधा प्रदान करता है।पीईटी यार्न का उपयोग करके विभिन्न बुनाई संरचनाएं बनाई जाती हैं, जिनमें 1/1 (सादा), 2/2 और 3/3 बाने की पसलियाँ शामिल हैं।
पिछले काम में फाइबर संग्रह ड्रमों पर संरेखित तांबे के तारों के रूप में फाइबर संरेखण के लिए तांबे के उपयोग की सूचना दी गई है।हालाँकि, वर्तमान कार्य में तांबे के फाइबर से जुड़े फाइबर की सतह पर आने वाले चार्ज फाइबर और चार्ज के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन के आधार पर स्पिनरनेट को संरेखित करने में मदद करने के लिए एक कन्वेयर बेल्ट पर 1.5 सेमी की दूरी पर समानांतर तांबे की छड़ें होती हैं।
पहले वर्णित कैपेसिटिव या पीज़ोरेसिस्टिव सेंसर के विपरीत, इस पेपर में प्रस्तावित ऊतक दबाव सेंसर 0.02 से 694 न्यूटन तक इनपुट बलों की एक विस्तृत श्रृंखला पर प्रतिक्रिया करता है।इसके अलावा, प्रस्तावित फैब्रिक प्रेशर सेंसर ने पांच मानक धुलाई के बाद अपने मूल इनपुट का 81.3% बरकरार रखा, जो प्रेशर सेंसर के 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 83 और 36 एमवी/एन से 2/2 और 3/3 रिब दबाव की उच्च वोल्टेज संवेदनशीलता दिखाई।24 एमवी/एन वेफ्ट प्रेशर सेंसर 1/1 की तुलना में 3 वेफ्ट सेंसरों ने इन प्रेशर सेंसरों के लिए क्रमशः 245% और 50% अधिक संवेदनशीलता प्रदर्शित की।
चावल।3. फुल-क्लॉथ प्रेशर सेंसर का विस्तारित अनुप्रयोग।अगले पैर (पैर की उंगलियों के ठीक नीचे) और एड़ी की गति का पता लगाने के लिए दो गोलाकार इलेक्ट्रोडों के नीचे डाले गए 2/2 वेट रिब्ड कपड़े से बने इनसोल प्रेशर सेंसर का एक उदाहरण।ख चलने की प्रक्रिया में व्यक्तिगत चरणों के प्रत्येक चरण का योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व: एड़ी लैंडिंग, ग्राउंडिंग, पैर की अंगुली संपर्क और पैर लिफ्ट।सी चाल विश्लेषण के लिए चाल चरण के प्रत्येक भाग के जवाब में वोल्टेज आउटपुट सिग्नल और डी चाल के प्रत्येक चरण से जुड़े प्रवर्धित विद्युत संकेत।ई प्रत्येक पिक्सेल से अलग-अलग संकेतों का पता लगाने के लिए प्रवाहकीय रेखाओं के साथ 12 आयताकार पिक्सेल कोशिकाओं की एक श्रृंखला के साथ एक पूर्ण ऊतक दबाव सेंसर का योजनाबद्ध।f प्रत्येक पिक्सेल पर एक उंगली दबाने से उत्पन्न विद्युत सिग्नल का 3डी मानचित्र।जी एक विद्युत संकेत केवल उंगली से दबाए गए पिक्सेल में पाया 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 पीवीडीएफ 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 उपयोग किया गया था, और तांबे की छड़ों पर आधारित बैच कन्वेयर का उपयोग करके नैनोफाइबर की एक सतत चटाई का उत्पादन किया गया था।आंतरायिक संपीड़न के तहत, निर्मित 2/2 वेट हेम फैब्रिक ने 83 mV/N की संवेदनशीलता दिखाई, जो 1/1 वेट हेम फैब्रिक से लगभग 245% अधिक है।
प्रस्तावित सभी-बुने हुए दबाव सेंसर विद्युत संकेतों को मोड़ने, झुकने, निचोड़ने, दौड़ने और चलने सहित शारीरिक गतिविधियों के अधीन करके निगरानी करते हैं।इसके अलावा, ये फैब्रिक प्रेशर गेज टिकाऊपन के मामले में पारंपरिक फैब्रिक के बराबर हैं, जो 5 मानक धुलाई के बाद भी अपनी मूल उपज का लगभग 81.3% बरकरार रखते हैं।इसके अलावा, निर्मित ऊतक सेंसर किसी व्यक्ति के चलने के निरंतर खंडों के आधार पर विद्युत संकेत उत्पन्न करके स्वास्थ्य देखभाल 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।लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स एनपीजे।https://www.nature.com/articles/s41528-022-00203-6।
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भावना कावेती हैदराबाद, भारत की एक विज्ञान लेखिका हैं।उन्होंने भारत के वेल्लोर इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी से एमएससी और एमडी की डिग्री हासिल की है।मेक्सिको के गुआनाजुआतो विश्वविद्यालय से जैविक और औषधीय रसायन विज्ञान में।उनका शोध कार्य हेटरोसायकल पर आधारित बायोएक्टिव अणुओं के विकास और संश्लेषण से संबंधित है, और उन्हें बहु-चरण और बहु-घटक संश्लेषण में अनुभव है।अपने डॉक्टरेट अनुसंधान के दौरान, उन्होंने विभिन्न हेट्रोसायकल-आधारित बाध्य और जुड़े हुए पेप्टिडोमिमेटिक अणुओं के संश्लेषण पर काम किया, जिनसे जैविक गतिविधि को और अधिक कार्यात्मक बनाने की क्षमता होने की उम्मीद है।शोध प्रबंध और शोध पत्र लिखते समय, उन्होंने वैज्ञानिक लेखन और संचार के प्रति अपने जुनून का पता लगाया।
कैविटी, बफ़नर।(11 अगस्त 2022)।पहनने योग्य स्वास्थ्य निगरानी के लिए डिज़ाइन किया गया फुल फैब्रिक 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 संपूर्ण-ऊतक दबाव सेंसर"।एज़ोनानो।21 अक्टूबर, 2022।21 अक्टूबर, 2022।
कैविटी, बफ़नर।"पहनने योग्य स्वास्थ्य निगरानी के लिए डिज़ाइन किया गया एक संपूर्ण-ऊतक दबाव सेंसर"।एज़ोनानो।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, एज़ोनैनो ने प्रोफेसर आंद्रे नेल से एक अभिनव अध्ययन के बारे में बात की, जिसमें वह शामिल हैं, जिसमें एक "ग्लास बबल" नैनोकैरियर के विकास का वर्णन किया गया है जो दवाओं को अग्नाशयी कैंसर कोशिकाओं में प्रवेश करने में मदद कर सकता है।
इस साक्षात्कार में, एज़ोनैनो ने यूसी बर्कले के किंग कांग ली के साथ उनकी नोबेल पुरस्कार विजेता तकनीक, ऑप्टिकल चिमटी के बारे में बात की।
इस साक्षात्कार में, हम सेमीकंडक्टर उद्योग की स्थिति के बारे में स्काईवाटर टेक्नोलॉजी से बात करते हैं, कैसे नैनो टेक्नोलॉजी उद्योग को आकार देने में मदद कर रही है, और उनकी नई साझेदारी।
इनोवेनो पीई-550 निरंतर नैनोफाइबर उत्पादन के लिए सबसे अधिक बिकने वाली इलेक्ट्रोस्पिनिंग/स्प्रेइंग मशीन है।
सेमीकंडक्टर और मिश्रित वेफर्स के लिए फिल्ममेट्रिक्स R54 उन्नत शीट प्रतिरोध मैपिंग टूल।