دستگاه پوشیدنی‌ای بسیار نازک و نرم که حتی متوجه آن نمی‌شوید

محققان کشف یک دستگاه الکترونیکی چند منظوره فوق العاده نازک پوشیدنی را گزارش کرده اند که برای پوشنده غیر محسوس است. از آن همچنین می توان به عنوان یک پوست روباتیک استفاده کرد. اعتبار: دانشگاه هیوستون
 
رابط های پوشیدنی انسان – ماشین - دستگاه هایی که می توانند، علاوه بر دیگر فواید، اطلاعات سلامتی مهمی را درباره پوشنده جمع آوری و ذخیره کنند - از پیشرفت در الکترونیک ، مواد و طراحی های مکانیکی بهره مند شده اند. اما مدل های فعلی هنوز هم می توانند حجیم و ناراحت کننده باشند و همیشه نمی توانند چندین کار را همزمان انجام دهند.
 
محققان، کشف یک دستگاه الکترونیکی چند منظوره فوق العاده نازک پوشیدنی که برای پوشنده نامحسوس است را گزارش داده اند.
 
کونجیانگ یو ، پروفسور وابسته مهندسی مکانیک بیل دی کوک در دانشگاه هوستون و نویسنده راهبر مقاله ، که به عنوان گزارش پشت جلد در مجله پیشرفت های علم منتشر شد، گفت که این وسیله به کاربر اجازه می دهد تا به طور طبیعی حرکت کند و از پوشیدن باند کمک های اولیه کمتر قابل حس است.
 
یو ، که همچنین یک محقق اصلی در مرکز ابررسانایی تگزاس در UH است ، گفت: "همه چیز بسیار نازک است ، فقط چند میکرون ضخامت دارد." "شما قادر نخواهید بود آن را احساس کنید."
 
این وسیله پتانسیل این را دارد که به عنوان یک پوست پروتز برای یک دست روباتیک یا سایر دستگاه های روباتیک کار کند ، با یک رابط انسان - ماشین قوی که به شما امکان می دهد به طور خودکار اطلاعات را جمع آوری کرده و آن را دوباره به سمت پوشنده برگردانید.
 
این امر دارای کاربردهایی برای مراقبت های سلامتی است. یو می پرسد "چه می شود اگر وقتی با یک دست روباتیک دست می دهید ، بتواند فوراً وضعیت جسمی را استنباط کند؟" - و همچنین برای موقعیت‌هایی نظیر نشت های شیمیایی ، که برای انسان خطرناک است ، اما نیاز به تصمیم گیری انسان بر اساس بررسی های فیزیکی دارد.
 
محققان گفتند ، در حالی که دستگاه های فعلی محبوبیت زیادی کسب می کنند ، می توانند برای پوشیدن حجیم باشند ، زمان های پاسخگویی آهسته ای را ارائه دهند و به مرور زمان از افت عملکرد رنج برند. نسخه های انعطاف پذیرتر قادر به ارائه چندین عملکرد به طور همزمان – مثلاً حسگری ، تعویض موقعیت (سویچینگ) ، فعال سازی یا تحریک، و ذخیره داده ها - نیستند ، و به طور کلی گران و پیچیده برای ساخت هستند.
 
دستگاه توصیف شده در مقاله ، یک نیمه هادی اکسید فلزی روی یک پایه پلیمری ، مزایای چندین کاربردی‌ای را ارائه می دهد و می تواند در دماهای پایین تر از 300 درجه سانتیگراد پردازش شود.
 

دستگاه های رابط انسان - ماشینِ نرم ، حس نشدنی ، چندین منظوره ، مبتنی بر الکترونیک ، و پوشیدنی. اعتبار: کونجیانگ یو
 
محققان نوشتند: "ما یک دستگاه HMI (HMI مخفف عبارت انگلیسی برای رابط ماشین – انسان است) فوق العاده نازک ، به طور مکانیکی غیر قابل احساس ، و قابل اتساع را گزارش می کنیم که بر روی پوست انسان پوشیده می شود تا چندین داده فیزیکی را بگیرد و همچنین روی یک روبات پوشانده می شود تا بازخوردهای هوشمندانه را ارائه دهد و یک حلقه بسته HMI شکل دهد." "دستگاه HMI کششی نرم چند منظوره مبتنی است بر یک تشکیل یک مرحله‌ای الکترونیک نانو غشایی نیمه رسانای اکسید روی ایندیوم پردازش شده طلا – ژل – روی پلیمر."
 

 

محققانی از دانشگاه هوستون از پیشرفت هایی چشمگیر در زمینه الکترونیک قابل کشش و الاستیک خبر داده اند. اعتبار: دانشگاه هوستون
 
محققان دانشگاه هوستون از پیشرفت های چشمگیر در الکترونیک قابل کشش خبر داده اند و زمینه را به سمت تجاری سازی نزدیک تر می کنند.
 
در مقاله منتشر شده خود در مجله پیشرفت های علم، آنها پیشرفت هایی را طرح ریزی کردند در ایجاد نیمه رسانا های الاستیک قابل اتساع، از جمله الکترونیک یکپارچه قابل ارتجاع ، مدارهای منطقی و پوست های حسگر آرایه شده که تماماً مبتنی بر مواد الاستیکی هستند.
 
کونجیانگ یو ، پروفسور وابسته مهندسی مکانیک بیل دی کوک در دانشگاه هوستون و نویسنده مکاتبه ای در این مقاله، گفت که این کار می تواند به پیشرفت های مهمی در دستگاه های هوشمند مانند پوست های روباتیک ، بیوالکترونیک قابل کاشت و رابط های انسان - ماشین منجر شود.
 
یو قبلاً از دستیابی به یک موفقیت غیر منتظره در نیمه رساناها با قابلیت کشش مکانیکی تزریقی ، بسیار شبیه یک باند لاستیکی ، در سال 2017، خبر داده بود.
 
وی گفت ، این کار، با قابلیت تحرک حامل بهبود یافته و الکترونیک یکپارچه، این مفهوم را گسترش می دهد.
 
محققان نوشتند: "ما الکترونیک یکپارچه کاملاً الاستیکی را از یک نیمه رسانای الاستیک با یک تحرک مؤثر بالا گزارش می کنیم ... که با وارد کردن نانولوله های کربنی فلزی به داخل یک نیمه رسانای الاستیک با نانو فیبریل های نیمه رسانای ارگانیکِ نفوذ داده شده به دست می آیند." چه می شود اگر وقتی با یک دست روباتیک دست می دهید ، بتواند فوراً وضعیت جسمی را استنباط کند؟ "این افزایش در تحرک حامل با فراهم کردن مسیرهای سریع و بنابراین یک فاصله حمل بار کوتاه شده مقدور می شود."
 
تحرک حامل، یا سرعتی که در آن الکترونها می توانند از درون یک ماده حرکت کنند ، برای کارکرد موفق یک وسیله الکترونیکی بسیار مهم است ، زیرا این امر بر توانایی ترانزیستورهای نیمه رسانا برای تقویت جریان حکومت می کند.
 
نیمه رساناهای قابل کشش قبلی به دلیل تحرک حامل کم ، به همراه الزامات پیچیده ساخت ، از کار باز داشته شده‌اند. برای این کار، محققان کشف کردند که اضافه کردن مقادیری جزئی از نانولوله های کربنی فلزی به نیمه رسانای الاستیکی P3HT - کامپوزیت پُلی دی متیل سیلوکسان – منجر به تحرک بهبود یافته حامل، با فراهم کردن آنچه که یو به عنوان "یک بزرگراه" برای سرعت بخشیدن به حمل حامل در سراسر نیمه رسانا توصیف کرده است، می شود.
 
منبع: دانشگاه هوستون