Yeni elektronik cilt: kendi kendini onaran, geri dönüştürülebilir, iyi uygulama olanakları!
Kılavuz
Son zamanlarda, Colorado Boulder Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, dövülebilir, kendi kendini onarabilen ve tamamen geri dönüştürülebilir yeni bir "elektronik deri" türü geliştirdiler. Robotik, protez ve biyomedikal elektronik gibi bir dizi alanda kullanılabilir. Cihaz.
arka fon
Elektronik cilt, "e-cilt" olarak da bilinen, gelişmekte olan son teknolojidir.İnsan cildinin işlevsel ve mekanik özelliklerini taklit edebilen ince, yarı saydam ve elastik malzemelerden yapılmıştır. Günümüzde bilim camiası tıp, bilim ve mühendislik alanlarında elektronik derinin değerine her geçen gün daha fazla önem vermektedir.Bu nedenle, dünya çapında birçok bilimsel araştırma laboratuvarı çeşitli elektronik deriler geliştirmektedir. Yazar, önceki makalede elektronik cilt ile ilgili bir dizi yeniliği de tanıtmıştı.
1) Japonya'daki Tokyo Üniversitesi, dayanıklı, bükülebilir, hafif ve ince (plastik sargının yalnızca dörtte biri kalınlığında) ve kandaki oksijen seviyesini görüntülemek için cilde takılabilen bir optoelektronik deri (oe-derileri) geliştirdi.
(Resim kaynağı: Tokyo Üniversitesi)
2) Suudi Arabistan'daki Kral Abdullah Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nin bükülmüş akıllı ipliği, yeni giysilerde, robotlarda ve tıbbi protezlerde kullanılabilen basınca duyarlı bir "elektronik deri" olarak dokunabilir.
(Resim kaynağı: Kral Abdullah Bilim ve Teknoloji Üniversitesi)
3) Çin'deki Harbin Teknoloji Enstitüsü'nden araştırmacılar, tüylü bir elektronik deri geliştirdiler.Sadece hava akışını tespit etmekle kalmıyor, aynı zamanda malzeme özelliklerini de tespit edebiliyor ve aynı zamanda iyi bir hasar direncine sahip. Bu alanda çok büyük bir uygulama potansiyeli vardır.
(Resim kaynağı: American Chemical Society web sitesi)
4) Güney Koreli ve Amerikalı bilim adamları tarafından yönetilen uluslararası bir bilimsel araştırma ekibi, kalp atış hızı, solunum, kas hareketi ve diğer sağlık verilerini izleyebilen ve verileri kablosuz olarak akıllı telefonlara gönderebilen yeni bir elektronik cilt mikro sistemi geliştirdi. Mevcut sağlık izleyicileriyle karşılaştırıldığında, bu elektronik dış görünüm, daha esnek ve daha küçük boyutta olmasını sağlayan "üç boyutlu düzeninde" benzersizdir.
(Resim kaynağı: Daegu Kyungbuk Bilim ve Teknoloji Enstitüsü)
5) Çin'deki Huazhong Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, uyarı denizanasından ilham alan bir elektronik cilt geliştirdiler.Eğer üzerine uygulanan basınç hasara neden olacak kadar yeterliyse, parlayacak.
(Resim kaynağı: ACS)
Yenilikçilik
Son zamanlarda, Colorado Boulder Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, dövülebilir, kendi kendini onarabilen ve tamamen geri dönüştürülebilir yeni bir "elektronik deri" türü geliştirdiler. Robotik, protez ve biyomedikal elektronik gibi bir dizi alanda kullanılabilir. Cihaz.
(Fotoğraf kredisi: Jianliang Xiao / Colorado Boulder Üniversitesi)
Boulder'daki Colorado Üniversitesi'nde yardımcı doçent olan Jianliang Xiao ve üniversitede kimya ve biyokimya doçenti olan Wei Zhang araştırmaya liderlik etti. Bu araştırmayla ilgili makaleler "Science Advances" dergisinde yayınlandı Makalelerin ortak yazarları arasında makine mühendisliğinden Zhanan Zou ve Yan Li, kimya ve biyokimyadan Chengpu Zhu ve Xingfeng Lei yer alıyor. Bu araştırma kısmen Ulusal Bilim Vakfı tarafından desteklenmiştir.
teknoloji
Xiao, Boulder'daki Colorado Üniversitesi tarafından geliştirilen yeni elektronik kaplamanın basınç, sıcaklık, nem ve hava akışını ölçebilen gömülü sensörlere sahip olduğunu söyledi. Bu elektronik cilt yeni bir tür kovalent bağ dinamik ağ polimeri içerir: gümüş nanopartiküllere bağlı poliimin (poliimin), bu nedenle daha iyi mekanik mukavemete, kimyasal stabiliteye ve iletkenliğe sahiptir.
(Resim kaynağı: referans [2])
(Resim kaynağı: referans [2])
(Resim kaynağı: referans [2])
Zhang, birçok kişinin "Terminatör" filmine aşina olduğunu söyledi. Filmdeki büyük kötü adamın derisi, vurulduktan, vurulduktan ve vurulduktan sonra saniyeler içinde kendini iyileştirebilir. Bununla birlikte, bu yeni süreç filmin etkilerine ayak uyduramaz Elektronik cilt ve sensörün yaralanma veya kırılmadan sonra iyileşmesi, etanolde üç ticari bileşenin kullanılmasını gerektirir.
Boulder'daki Colorado Üniversitesi tarafından geliştirilen bu yeni elektronik cildin bir başka avantajı, orta derecede ısı ve basınç uygulayarak, insan vücudu gibi eğimli yüzeylere aşırı basınç olmadan kolayca takılabilmesidir. Kol ve robotik el.
Cildi geri kazanmak için, cihaz geri dönüştürülebilir bir çözelti içine daldırılır, böylece polimer oligomerlere (genellikle 10'dan daha az polimerizasyon derecesine sahip polimerler) ve monomerlere (küçük polimerler oluşturmak üzere birbirine bağlanabilir) ayrıştırılabilir. Moleküller), etanol içinde çözülebilirler. Gümüş nanopartiküller solüsyonun dibine batar.
Xiao, "Daha sonra, bu geri dönüştürülebilir çözüm ve nanopartiküller yeni işlevsel elektronik dış görünümler yapmak için kullanılabilir." Dedi.
değer
Xiao şunları söyledi: "Bu araştırmanın benzersizliği, kullandığımız poliimidin kimyasal bağlarının, elektronik cildin oda sıcaklığında kendini iyileştirmesine ve tamamen geri dönüştürülebilir olmasına izin vermesidir. Her yıl dünya çapında milyonlarca ton elektronik atık üretilmektedir. Elektronik cildin geri dönüştürülebilirliği, iyi ekonomik ve çevresel faydalar sağlayacaktır. "
Zhang, "Örneğin, bir robotun bir bebeğe bakmasını istiyorsanız, bebeğin basıncını algılayabilmesi için elektronik cildi robot parmağına entegre edebilirsiniz. Bu fikir, biyolojik bir cildi istenen işlevlere sahip elektronik bir cilt yoluyla simüle etmeye çalışmaktır. . "
Anahtar kelime
Elektronik cilt, giyilebilir, robot
Referans
[1] https://www.colorado.edu/today/2018/02/09/new-malleable-electronic-skin-self-healable-recyclable
2 Zhanan Zou, Chengpu Zhu, Yan Li, Xingfeng Lei, Wei Zhang ve Jianliang Xiao. Dinamik kovalent termoset nanokompozit ile etkinleştirilen yeniden kapatılabilir, tamamen geri dönüştürülebilir ve işlenebilir elektronik cilt . Science Advances, 2018; DOI: 10.1126 / sciadv.aaq0508
