Wetenschap
Het nieuw ontwikkelde vloeibare elektreetmateriaal (links) en het buigbare en rekbare vibratie-aangedreven apparaat (midden en rechts). Krediet:NIST
NIMS en AIST ontwikkelden een vloeibaar elektreetmateriaal dat in staat is semi-permanent statische elektriciteit vast te houden. Vervolgens combineerden ze dit materiaal met zachte elektroden om de eerste buigbare, rekbaar vibratie-aangedreven apparaat in de wereld. Omdat dit apparaat zeer vervormbaar is en in staat is om zeer subtiele trillingen om te zetten in elektrische signalen, het kan van toepassing zijn op de ontwikkeling van hulpmiddelen voor de gezondheidszorg, zoals zelfaangedreven hartslag- en polssensoren.
Een elektreetmateriaal dat in staat is om semi-permanent een elektrische lading vast te houden, kan spanning genereren naarmate de afstand tot de bijbehorende elektrode verandert. Door deze eigenschap elektreetmaterialen kunnen van toepassing zijn op de ontwikkeling van door trillingen aangedreven (piëzo-elektrische) apparaten en sensoren die in staat zijn om extern toegepaste trillingen en druk om te zetten in elektrische signalen. Echter, conventionele elektreetmaterialen zijn vast of in filmvorm, en als zodanig zijn ze onbuigzaam en niet in staat om te vervormen tot complexe vormen, waardoor ze ongeschikt zijn voor gebruik bij de ontwikkeling van draagbare hartslag- en polssensoren. Er bestaat daarom veel belangstelling voor de ontwikkeling van buigbare en rekbare, door trillingen aangedreven apparaten die in verschillende vormen kunnen worden verwerkt en als dergelijke sensoren kunnen worden gebruikt.
Deze onderzoeksgroep beschermde porfyrine - een organische verbinding - met een flexibele maar isolerende structuur (d.w.z. vertakte alkylketens), waardoor een vloeibaar materiaal bij kamertemperatuur wordt ontwikkeld dat in staat is om de statische lading op de porfyrine-eenheid stabiel vast te houden. De groep ontwikkelde vervolgens een buigbaar en rekbaar vibratie-aangedreven apparaat. Eerst, op dit vloeibare materiaal werd een hoge spanning aangelegd, daardoor elektrisch opladen. Het vloeibare materiaal werd vervolgens in een rekbaar textiel getrokken en het doorweekte textiel werd vervolgens ingeklemd tussen zachte, polyurethaanelektroden geïntegreerd met verzilverde vezels als bedradingsmateriaal. Wanneer het oppervlak van het apparaat met een vingertop wordt ingedrukt, het genereert een spanning in een bereik van ± 100-200 mV en werkt stabiel gedurende ten minste 1,5 maand.
In toekomstig onderzoek, de groep hoopt dit apparaat in de gezondheidszorg te kunnen gebruiken door het vermogen van het vloeibare elektreetmateriaal om statische elektriciteit vast te houden te verbeteren en door wijzigingen aan te brengen in de verwerkingstechnieken die op het apparaat worden toegepast. De groep zal ook het potentiële gebruik van dit door trillingen aangedreven apparaat als stroombron voor IoT-apparaten nastreven door het te combineren met een spanning-stroomconversiesysteem en condensator, enzovoort.
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com