ساخت حسگر لمسی چاپ سه‌بعدی مبتنی‌بر سیلیکون تقویت‌شده با گرافن

مرجع پلیمر در بازار ایران (پلیم پارت) :

ساخت حسگر لمسی چاپ سه‌بعدی مبتنی‌بر سیلیکون تقویت‌شده با گرافن: رویکردی به سمت یک حسگر پیزو کاربردی

چکیده

حسگرهای لمسی بسیار حساس، پوشیدنی و بادوام برای توسعه ربات‌های هوشمند، رابط‌های انسان و ماشین و سیستم‌های نظارت بر سلامت حیاتی هستند. اگرچه تکنیک‌های فعلی برای توسعه حسگرهای لمسی عملکرد بالایی دارند، اما از پیچیدگی ساخت، اصول پیچیده کار، طول عمر کوتاه، کشش کم و در برخی موارد حساسیت کم رنج می‌برند. در این پژوهش، یک روش آسان، مقرون‌به‌صرفه و مقیاس‌پذیر برای ایجاد یک فیلم کامپوزیتی چاپ‌شده سه‌بعدی از یک حسگر لمسی ساخته‌شده از رزین الاستومری مبتنی‌بر سیلیکون حساس به نور (PR)/فیلم کامپوزیت نانوپلاکت گرافن با پوشش لاستیک طبیعی (NR) ارائه می‌نماید. افزودن نانوپلاکت گرافن(GnP) نه تنها خواص مکانیکی، کشش‌پذیری و انعطاف‌پذیری لایه کامپوزیت PR/GnP را بهبود می‌بخشد، بلکه مسئول ایجاد پاسخ پیزو حتی در شرایط تغییر شکل مکانیکی جزئی در لایه انعطاف‌پذیر می‌شود. علاوه بر این، پوشش NR پیشنهادی مانع امکان تولید تریبوالکتریکی مزاحم در طول کاربرد آن به عنوان یک سنسور فشار بسیار حساس می‌شود. همچنین یک لایه محافظ کم هزینه برای مواد فعال و همچنین انعطاف‌پذیری کلی دستگاه را نیز فراهم می‌‌‌نماید.

نتیجه‌گیری

در این پژوهش یک رزین حساس به نور با قابلیت پرینت سه‌بعدی که با GnPs تعبیه شده ایجاد می‌شود. یک حسگر فشار انعطاف‌پذیر بسیار حساس با استفاده از فیلم کامپوزیتی چاپ سه‌بعدی می‌تواند به عنوان پوسته‌ها و لوازم الکترونیکی پوشیدنی استفاده شود. اثر-تریبو مداخله‌ای، که به شدت به اتمسفر اطراف وابسته است، با استفاده از پوشش NR روی دستگاه حسگر لغو می‌شود تا به پاسخ واقعی تکرارپذیر و قابل تکثیر آن به دلیل هر تحریک مکانیکی دست یابد. با توجه به روش مقرون‌به‌صرفه برای ساخت دستگاه، حساسیت بالا، تکرارپذیری و قابلیت تکثیر آن، دستگاه حسگر مبتنی‌بر PR/GnP دارای پتانسیل زیادی برای طیف گسترده‌ای از کاربردها در الکترونیک پوشیدنی انعطاف‌پذیر، به‌ویژه در پوست‌های مصنوعی، پیشگیری از بیماری و رابط انسان و ماشین می‌باشد. بنابراین، این پژوهش را می‌توان برای ارتقای مقیاس صنعتی در نظر گرفت تا الکترونیک ارزان ‌قیمت، انعطاف‌پذیر و قابل پوشیدن برای نظارت بر مراقبت‌های بهداشتی، هوش مصنوعی و سایر رابط‌های انسان و ماشین را توسعه دهد.

دانلود فایل : ساخت حسگر لمسی چاپ سه‌بعدی مبتنی‌بر سیلیکون تقویت‌شده با گرافن: رویکردی به سمت یک حسگر پیزو کاربردی

Reference

Zhang, X., Sinha, T. K., Kim, J. K., Oh, J. S., & Lee, J. (2022). Fabrication of graphene reinforced silicone‐based 3D printed tactile sensor: An approach towards an applicable piezo‐sensor. Journal of Applied Polymer Science, 139(24), 52341.

https://doi.org/10.1002/app.52341

ترجمه و ویرایش: جواد برزوئی