Ini adalah Sains: elektronik yang dapat dipakai dan triboelectricity. Bagian 2
Halo lagi pembaca blog Prestigio!Kami terus berbicara tentang elektronik yang dapat dipakai. Dalam artikel sebelumnya, kami berbicara tentang catu daya untuknya berdasarkan generator triboelectric. Sekarang giliran elektronik yang sangat misterius dan misterius yang benar-benar dapat dikenakan. Apa sains dan teknologi telah datang dalam aspek ini, Anda akan menemukan di bawah potongan!Banyak dari Anda akan bertanya pada diri sendiri: “ Tetapi bagaimana, sebenarnya, generator triboelektrik dapat digunakan dalam kehidupan nyata jika mereka menghasilkan listrik dalam jumlah kecil? "Dan jawaban untuk pertanyaan ini sangat sederhana: perlu menemukan aplikasi seperti itu di mana sejumlah besar listrik tidak diperlukan, meskipun perangkat itu sendiri bisa sangat berguna. Misalnya, akan ada berbagai sensor dan sensor, termasuk yang dapat dipakai.Kami mulai dengan satu contoh yang telah disorot di GT.tetapi belum lagi itu tidak mungkin. Jadi, sekelompok peneliti Cina dari Universitas Sains dan Teknologi kota Huangzhou bersama dengan rekan-rekan dari Universitas Maryland mempresentasikan ide yang menarik untuk menerjemahkan teknologi triboelectricity ke perangkat nyata.Para penulis dari sebuah artikel yang diterbitkan di majalah ACS Nano yang bergengsi menyarankan penggunaan panel besar yang disebut "nanopaper bertenaga" sebagai sensor sentuh, misalnya, untuk melindungi karya seni atau mencegah orang memasuki ruangan melalui jendela, serta saat membuat smart pengemasan. Dasar perangkat, seperti banyak perangkat triboelectric lainnya membuat dua lapisan kertas transparan bertekstur khusus, yang, pada saat kontak, menghasilkan beberapa puluh volt dan beberapa mikroampere arus listrik, yang cukup untuk memicu relai atau mengedipkan LED.Beberapa lapisan fungsional, dirakit bersama, dan perangkat triboelectric siapPengujian kami menunjukkan bahwa kertas "pintar" yang dibuat dapat menahan lebih dari 50.000 siklus klik. Selain itu, mudah dipotong menjadi semacam "piksel" dan digunakan sebagai label untuk melindungi produk dari pemalsuan. Mengklik pada salah satu dari empat piksel yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini menampilkan angka dari 1 hingga 4 pada LCD, tetapi juga dapat menjadi logo pabrikan. Video di situs web majalah menunjukkan fitur ini secara lebih rinci.Perlindungan multi-tahap terhadap produk palsu: masing-masing piksel dapat bertanggung jawab untuk menampilkan logonya.Nah, kita hanya bisa menunggu sampai teman-teman dari Kerajaan Tengah meluncurkan produksi massal produk-produk ini, karena pelepasan tag RFID murah pernah dibuat.Artikel asli, Self-Powered Human-Interactive Transparent Nanopaper Systems , diterbitkan di ACSNano ( DOI: 10.1021 / acsnano.5b02414 ).Kami akan menganalisis contoh lain dari bidang kedokteran dan / atau olahraga - siapa pun yang paling menyukainya. Gelang kebugaran, jam tangan, atau gadget lain yang memantau kesehatan kita sudah banyak terdengar. Dan meskipun para dokter belum memutuskanapa yang harus dilakukan dengan data yang diperoleh oleh orang biasa, bagi atlet untuk memantau denyut nadi, pernapasan, saturasi oksigen dalam darah sangat penting, dan tidak hanya selama latihan. Untuk tujuan ini, para ilmuwan dari Universitas Suwon telah mengembangkan sensor transparan, yang sebenarnya dapat dengan mudah dilem ke pergelangan tangan atau leher dan memantau semua parameter di atas. Selain itu, sensor akan berguna dalam pengobatan untuk memantau kondisi pasien dan / atau organ individu sebelum, selama atau setelah operasi.Sensor itu sendiri adalah sandwich 3-in-1. Lapisan pertama adalah elemen sensitif lentur dan tarik yang didasarkan pada bahan komposit yang terdiri dari nanorod perak dalam matriks polimer PEDOS konduktif : PSS dan poliuretan ( PU) Lapisan kedua adalah supercapacitor ( SuperCapacitor ), dan lapisan ketiga - triboelectric nanogenerator (TENG). Ketiga lapisan terisolasi satu sama lain oleh dielektrik - PDMS .(iklan) Representasi skematis sensor pada tubuh manusia dan elemen utama TENG, sensor SC, dan elemen sensitif-tarik. (e) Mikrograf bahan komposit yang didasarkan pada batang perak dalam matriks polimer. (f) Foto sensor itu sendiri: di atas adalah TENG, di tengah adalah superkapasitor, di bagian bawah adalah elemen sensitif.Dalamkondisi laboratorium, sensor seperti itu telah sepenuhnya memastikan kesesuaiannya. Terletak di tenggorokan (trakea), memungkinkan tidak hanya untuk mengukur karakteristik secara kuantitatif, tetapi juga untuk membedakan antara pernapasan dan batuk, untuk memisahkan konsumsi air liur sederhana dari minum, serta proses penyerapan makanan.(a) Pemantauan respirasi manusia menggunakan sensor yang dikembangkan. (bf) Perubahan resistensi sensor saja tergantung pada waktu bernapas, batuk, minum, menelan, dan makan. (gl) Pengukuran serupa dilakukan dengan perangkat terintegrasi.Seperti yang dicatat oleh penulis sendiri, masih ada jalan panjang (misalnya, mengintegrasikan pemrosesan data dan transmisi ke perangkat) sebelum kita melihat produk di rak-rak toko dalam bentuk "pelacak pelacak kebugaran" yang sudah jadi, tetapi ini adalah satu lagi, murni tugas rekayasa.Artikel asli, " Carbon Nanotube Charge-Trap Floating-Gate Memory dan Logic Device untuk Wearable Electronics ", diterbitkan di ACSNano (DOI: 10.1021 / acsnano.5b01848 ).Dan sebagian lagi, sekelompok besar ilmuwan Korea Selatan dari universitas Seoul, Incheon dan Busan mengambil keputusan, yang mempresentasikan prototipe berdasarkan peregangan mikroelektronika (lebih lanjut tentang peregangan dan peregangan elektronik dapat dibaca di sini dan di sini ).Dasar dari pengembangan ini adalah karbon nanotube berdinding tunggal ( CNT ), yang berada dalam keadaan semikonduktor. Gambar di bawah ini menunjukkan semacam "tablet" stick-stickable transparan, yang terdiri dari beberapa elemen seperti memori flash, berbagai elemen logika ( inventaris , gerbang NOR dan NAND), serta kapasitor.Diagram alat uji yang diproduksi, yang terdiri dari elemen memori, logika, dan kapasitor.Elemen-elemen perangkat ditempatkan di dielektrik PDMS yang sebelumnya ditemui, yang memainkan peran matriks fleksibel dan melindungi elemen-elemen sensitif dari kerusakan:Prototipe yang dibuat dapat ditekuk, diregangkan, diperas, diperas, ditekuk - semua yang diinginkan jiwa!Para penulis karya melakukan berbagai studi untuk menunjukkan dan membuktikan bahwa susunan komponen mikroelektronik yang mereka ciptakan dapat menahan ketegangan dan kompresi berulang (lebih dari 1000 kali) hingga 20%, serta membengkokkan dengan jari-jari hingga 5 mm tanpa perubahan signifikan dalam karakteristik.Dan sekali lagi kita harus menunggu sampai teknologi ini menemukan respons di salah satu startup atau perusahaan raksasa dan, misalnya, kita akan membawa tombol telepon di satu tangan, seperti dalam klip video ini:Artikel asli, Platform Sensor Patchable Self-Powered Patchable Transparan dengan Pengakuan Ultrasensitif atas Aktivitas Manusia , diterbitkan dalam ACSNano ( DOI: 10.1021 / acsnano.5b01835 ).Dan perangkat sensor terbaru hari ini, tetapi sudah dibuat dari carbon nanotubes (CNTs) konvensional, dihadirkan oleh tim peneliti dari Massachusetts Institute of Technology (MIT) dan University of Singapore. Untuk ini, nanotube pertama kali tumbuh dalam bentuk yang cukup besar, array makroskopis, atau hutan, dan kemudian serat panjang dibuat dari nanotube individu, yang ditempatkan pada substrat fleksibel bahan Ecoflex (panel a dan b pada gambar di bawah).Prinsip pengoperasian sensor semacam itu cukup sederhana (g). CNT terletak pada substrat fleksibel polimer sedemikian rupa sehingga sebagian tumpang tindih, memberikan konduktivitas listrik. Namun, di bawah tekanan, kontak di antara mereka melemah dan putus di beberapa titik, dan hambatan listrik meningkat secara signifikan (d).Sensor karbon nanotube super elastis. (A) Representasi skematis dari "membongkar" hutan nanotube karbon pada substrat. (B) Foto proses itu sendiri dan mikrophotograf CNT. (c) Foto-foto sensor yang diproduksi di tempat kerja dan kurva deformasi yang diperoleh (perubahan resistansi tergantung pada ketegangan). (ef) Mikrophotograf sensor pada berbagai tingkat peregangan. (g) Diagram skematik dan prinsip pengoperasian perangkat dalam tegangan.Namun, para ilmuwan memutuskan untuk tidak berhenti di situ dan membuat sensor lain yang sensitif terhadap peregangan ke dua arah. Dengan demikian, karbon nanotube di dalamnya ditempatkan saling tegak lurus., . , , .«Extremely Elastic Wearable Carbon Nanotube Fiber Strain Sensor for Monitoring of Human Motion» ACSNano (DOI: 10.1021/acsnano.5b00599).Dalam dua artikel tinjauan sensor triboelektrik dan mikroelektronika yang dapat dipakai, kami mencoba menguraikan fitur utama dan tren perkembangan ilmiah dan teknologi di bidang ini. Seperti yang sudah disebutkan di bagian pertama , kemajuan selama dua tahun terakhir sungguh menakjubkan - kita harus segera melihat tanda-tanda pertama dari perangkat, sensor, dan layar ini di "rak" toko elektronik Cina.Kita hidup di masa yang indah, kawan!Dan agar tidak ketinggalan sesuatu yang menarik dan menghibur, berlangganan blog kami .Ini tidak sulit bagi Anda, tetapi kami senang!
This is Science GeekTimes:This is Science:This is Science: – ?This is Science:This is Science: : !This is Science:This is Science:This is Science: 3DThis is Science: ?This is Science:This is Science: 3DThis is Science:This is Science:This is Science: . 1This is Science: . 2Source: https://habr.com/ru/post/id384675/
All Articles