En
Sve kategorije
En

Vijesti

Izum se odnosi na prozračni, biorazgradiv, antibakterijska i elektronička koža od cjelovitih nanovlakna na vlastiti pogon na temelju nanogeneratora trenja

Vrijeme:2020-09-01 Hitova:

Izum se odnosi na prozračni, biorazgradiv, antibakterijska i elektronička koža od cjelovitih nanovlakna na vlastiti pogon na temelju nanogeneratora trenja

Kao najveći organ ljudskog tijela, ljudska koža nema samo osnovne funkcije zaštite, lučenje i disanje, ali je također važan somatosenzorni sustav za interakciju i komunikaciju između čovjeka i materijalnog svijeta. Posljednjih godina, razvoj bioničke elektroničke kože izazvao je veliko zanimanje istraživača, i ima širok raspon primjena u nosivom praćenju osobnog zdravlja, inteligentna proteza i robotika, interakcija čovjek-računalo i umjetna inteligencija.

Temeljeno na različitim fizičkim senzorskim mehanizmima, elektroničku kožu možemo svrstati u piezorezistivne, kapacitet, piezoelektrični i triboelektrični tipovi. Elektronička koža detektira i kvantificira razne podražaje iz okoline, uključujući temperaturu, vlažnost, pritisak, vibracija i dodir, te ih pretvara u elektroničke impulse u stvarnom vremenu i vizualne impulse. Snaga trenja je vrsta korištenja električnog kontakta s učinkom spajanja elektrostatičke indukcije, dragocjena zajednička mehanička energija može se pretvoriti u električnu energiju pristup novoj energetskoj tehnologiji, niska cijena, jednostavna struktura, zgodna upotreba, izbor materijala, visoka učinkovitost konverzije, Itd. U području nosivog izvora napajanja i senzora napajanja ima široku perspektivu primjene, idealan je izbor za elektroničku kožu energetski neovisnog tipa.

Fleksibilnost, proširivost, osjetljivost, prilagodljivost i mehanička izdržljivost trenutno su najčešći smjerovi istraživanja elektroničke kože, koje je također relativno lako realizirati. Posljednjih godina, kako bi se poboljšala sveobuhvatna izvedba elektroničke kože, posebne funkcije elektroničke kože, kao što je mogućnost recikliranja, samoizlječenje, pamćenje oblika, elektroluminiscencija i mehanička luminiscencija, proučavani su postupno. Unatoč kontinuiranoj optimizaciji i poboljšanju navedenih aspekata, udobnost, zanemarena je sigurnost i zaštita okoliša elektroničke kože, što u velikoj mjeri ometa praktičnu primjenu elektroničke kože. Stoga, elektronička koža s idealnom udobnošću i praktičnošću mora biti prozračna, biorazgradivo i antibakterijsko. Propusnost zraka važna je izvedba za prilagodbu ravnoteže topline i vlage i ostvarivanje razmjene plinova između ljudskog tijela i vanjskog okruženja. Međutim, većina elektroničkih koža visokih performansi KORISTI membrane kao elektrode ili supstrate, što može uzrokovati iritaciju kože pa čak i upalu i svrbež. In addition, dugotrajni kontakt između e-kože i ljudske kože dobar je medij za rast mikroba, pa su antibakterijska svojstva važna za e-kožu kako bi inhibirali rast bakterija i spriječili bakterijsku infekciju. InOsim togavećina materijala nije jednokratna, na kraju njihovog korisnog vijeka trajanja, može postati e-otpad, ili čak štetiti ljudskom tijelu ili zagađivati ​​okoliš.

Nedavno, istraživački tim Pekinškog instituta za nanometarsku energiju i sustave, Kineska akademija znanosti dizajnirala je prozračnu, biodegradable, antibakterijska i elektronička koža s vlastitim pogonom od svih nanovlakna temeljena na nanogeneratoru trenja, koji je realizirao prikupljanje mehaničke energije i samopokrenuto prepoznavanje fiziologije ljudskog tijela i signala pokreta zglobova. Kopolimerom poli mliječne kiseline/glikolne kiseline (PLGA) i polivinil alkohol (PVA) membrana od nanovlakna, odnosno kao sloj za elektrifikaciju i supstrat i srebrne nanožice (AgNW) kao posrednik, formirana s višeslojnom raspoređenom mrežom nanovlakna i velikim brojem trodimenzionalnih struktura mikro-nano rupa temeljenih na snazi ​​elektroničkog trenja kože, biti od pomoći za kožu ljudskog tijela i vanjski okoliš prijenosa topline. U isto vrijeme, elektronička koža ima vrlo dobra antibakterijska svojstva, može učinkovito inhibirati rast Escherichia coli i Staphylococcus aureus, i spriječiti bakterijsku infekciju. Promjenom veličine i usklađivanjem biorazgradivih PLGA i PVA, ciklus razgradnje elektroničke kože može se prilagoditi na nekoliko dana do nekoliko tjedana. Osim toga, s maksimalnom izlaznom funkcijom od 130 mW /m2 i osjetljivost odziva na napon od 0.011 kPA-1, elektronička koža može ostvariti neinvazivno praćenje fizioloških signala na vlastiti pogon u stvarnom vremenu (kao što su mikroizrazi, puls, disanje i zvanja) i pokreti zglobova (kao što su zglobovi prstiju, laktovima, koljena i gležnjeva) ljudskog tijela. Ovaj rad pruža neviđenu istraživačku strategiju za razvoj praktične višenamjenske elektroničkbiorazgradivltati za "Prozračna, biodegradable, antibakterijski, i sebe - powered electronic skin -based on all - nanofiber triboelektrični nanogeneratori" titula, objavljeno u Science Advances.



Dizajn strukture i karakteristike sastava elektroničke kože od cjelovitih nanovlakna na bazi frikcionog nanogeneratora


Karakterizacija vlačne, propusnost zraka, i električna izlazna svojstva

Karakterizacija antimikrobnih i biorazgradivih svojstava

Sistemski fiziološki signali i praćenje pokreta zglobova




Napredak znanosti (AKO:12.804) Datum puba :2020-06-26,


DOI: 10.1126 / sciadv aba9624


(Izvor: Frikcijski nanogenerator TENG)