EN
همه دسته بندی ها
EN

اخبار

اختراع مربوط به یک قابل تنفس است, زیست تخریب پذیر, ضد باکتری و خود قدرت کامل نانوفیبر پوست الکترونیکی بر اساس نانوژنراتور اصطکاک

زمان:2020-09-01 بازدید:

اختراع مربوط به یک قابل تنفس است, زیست تخریب پذیر, ضد باکتری و خود قدرت کامل نانوفیبر پوست الکترونیکی بر اساس نانوژنراتور اصطکاک

به عنوان بزرگترین عضو بدن انسان, پوست انسان نه تنها عملکردهای اساسی حفاظت, ترشح و تنفس, بلکه یک سیستم مهم somatosensory برای تعامل و ارتباط بین انسان و جهان مادی است. در سالهای اخیر, توسعه پوست الکترونیکی بیونیک علاقه زیادی از محققان برانگیخته است, و دارای طیف گسترده ای از برنامه های کاربردی در نظارت بر سلامت شخصی پوشیدنی, پروتز هوشمند و رباتیک, تعامل انسان و کامپیوتر و هوش مصنوعی.

بر اساس مکانیسم های مختلف سنجش فیزیکی, پوست الکترونیکی را می توان به پیزوریسیستیو طبقه بندی, خازنی, انواع پیزوالکتریک و تریبوالکتریک. پوست الکترونیکی شناسایی و کمی انواع محرک های زیست محیطی, از جمله دما, رطوبت, فشار, لرزش و لمس, و آنها را به پالس های الکترونیکی بی در زمان و بصری تبدیل می کند. قدرت اصطکاک نوعی استفاده از تماس الکتریکی با اثر جفت شدن القای الکترواستاتیک است, گرانبها مشترک انرژی مکانیکی را می توان به انرژی الکتریکی دسترسی به فن آوری انرژی جدید تبدیل, هزینه کم, ساختار ساده, استفاده راحت, انتخاب مواد, کارایی تبدیل بالا, و غیره. در زمینه منبع قدرت پوشیدنی و سنسور منبع تغذیه چشم انداز برنامه گسترده ای دارد, انتخاب ایده آل برای انرژی استقلال نوع پوست الکترونیکی است.

انعطاف پذیری, توسعه, حساسیت, سازگاری و دوام مکانیکی رایج ترین جهت های تحقیقاتی پوست الکترونیکی در حال حاضر, که همچنین نسبتا آسان برای تحقق. در سالهای اخیر, به منظور بهبود عملکرد جامع پوست الکترونیکی, عملکردهای ویژه پوست الکترونیکی, مانند بازیافت پذیری, خود شفا, حافظه شکل, الکترولومینسانس و لومینسانس مکانیکی, به تدریج مورد مطالعه قرار گرفته اند. با وجود بهینه سازی مداوم و بهبود جنبه های فوق, آسایش, ایمنی و حفاظت از محیط زیست پوست الکترونیکی نادیده گرفته شده اند, که تا حد زیادی مانع کاربرد عملی پوست الکترونیکی. از این رو, پوست الکترونیکی با راحتی ایده آل و عملی باید قابل تنفس, زیست تخریب پذیر و ضد باکتری. انتقال پذیری هوا یک عملکرد مهم برای تنظیم تعادل گرما و رطوبت و تحقق تبادل گاز بین بدن انسان و محیط خارج است. با این حال, بیشتر پوست الکترونیکی با کارایی بالا از غشاها به عنوان الکترود یا بستر استفاده می کند, که می تواند باعث سوزش پوست و حتی التهاب و خارش. In addition, تماس طولانی مدت بین پوست الکترونیکی و پوست انسان یک محیط خوب برای رشد میکروبی است, بنابراین خواص ضد باکتریایی براعلاوه بر این الکترونیکی برای جلوگیری از رشد باکتریایی و جلوگیری از عفونت باکتریایی مهم است. In addition, اکثر مواد یکبار مصرف نیستند, در پایان عمر مفیدشان, ممکن است تبدیل به زباله های الکترونیکی, یا حتی به بدن انسان آسیب برساند یا محیط زیست را آلوده کند.

تازگی, تیم تحقیقاتی موسسه انرژی و سیستم های نانومتری پکن, آکادمی علوم چین طراحی قابل تنفس, biodegradable, ضد باکتری و خود قدرت تمام نانوفیبر پوست الکترونیکی بر اساس نانوژنراتور اصطکاک, که متوجه جمع آوری انرژی مکانیکی و حس خود محور فیزیولوژی بدن انسان و سیگنال های حرکت مشترک. توسط پلی لاکتیک اسید / گلیکولیک اسید کوپلیمر (PLGA) و الکل پلی وینیل (PVA) غشای نانوفیبرها به ترتیب به عنوان لایه برق رسانی و نانوسیم های بستر و نقره (AgNW) به عنوان یک واسطه, تشکیل شده با چند لایه شبکه نانوفیبر سرسام آور و تعداد زیادی از ساختار سه بعدی از سوراخ های میکرو نانو بر اساس قدرت اصطکاک پوست الکترونیکی, مفید باشد برای پوست بدن انسان و محیط خارجی انتقال حرارت. همزمان, پوست الکترونیکی دارای خواص ضد باکتری بسیار خوبی است, می تواند به طور موثر مانع رشد اشریشیا کلی و استافیلوکوکوس اورئوس, و جلوگیری از عفونت باکتریایی. با تغییر اندازه و تطبیق PLGA زیست تخریب پذیر و PVA, چرخه تخریب پوست الکترونیکی را می توان به چند روز تا چند هفته تنظیم. علاوه بر این, با حداکثر تابع خروجی 130 mW /m2 و حزیست تخریب پذیراسخ ولتاژ 0.011 kPA-1, پوست الکترونیکی می تواند در زمان واقعی غیر تهاجمی نظارت خود را از سیگنال های فیزیولوژیکی متوجه (مانند میکرو بیان ها, نبض, تنفس و حرفه) و حرکات مشترک (مانند پنجه, آرنج, زانو و مچ پا) از بدن انسان. این کار یک استراتژی تحقیقاتی بی سابقه برای توسعه پوست الکترونیکی چند منظوره عملی فراهم می کند. نتایج برای "یک نفس گیر, biodegradable, ضد باکتری, و خود - قدرت پوست الکترونیکی -بر اساس همه - نانوفیبر نانوژنراتورهای تریبوالکتریک" عنوان, منتشر شده در علوم پیشرفت.



طراحی ساختار و ويژگی های ترکيبی پوست الکترونيکی نانوفيبر کامل بر اساس نانوژنراتور اصطکاکی


مشخصه سازی کشش, قابلیت تردد هوا, و خواص خروجی الکتریکی

مشخصه های خواص ضد میکروبی و زیست تخریب پذیر

سیگنال های فیزیولوژیک سیستمیک و نظارت بر حرکت مشترک




با پیشرفتهای علمی (اگر:12.804) تاریخ میخانه :2020-06-26,


Doi: 10.1126 / sciadv aba9624


(منبع: نانوژنراتور اصطکاکی TENG)