Uvumbuzi huo unahusiana na ngozi ya kielektroniki ya nanofiber inayoweza kupumua, inayoweza kuoza, inayozuia bakteria na inayojiendesha yenyewe kulingana na nanogenerator ya msuguano.

Kama chombo kikubwa zaidi cha mwili wa binadamu, ngozi ya binadamu sio tu ina kazi za msingi za ulinzi, usiri na kupumua, lakini pia ni mfumo muhimu wa somatosensory kwa mwingiliano na mawasiliano kati ya binadamu na ulimwengu wa nyenzo. Katika miaka ya hivi karibuni, maendeleo ya ngozi ya kielektroniki ya bionic imeamsha shauku kubwa ya watafiti, na ina anuwai ya matumizi katika ufuatiliaji wa afya wa mtu binafsi unaovaliwa, bandia ya akili na robotiki, mwingiliano wa kompyuta na binadamu na akili ya bandia.

Kulingana na njia tofauti za kuhisi, ngozi ya kielektroniki inaweza kugawanywa katika aina za piezoresistive, capacitive, piezoelectric na triboelectric. Ngozi ya kielektroniki hutambua na kubainisha aina mbalimbali za vichochezi vya mazingira, ikiwa ni pamoja na halijoto, unyevunyevu, shinikizo, mtetemo na mguso, na kuzigeuza kuwa za wakati halisi na zinazoonekana za kielektroniki. Nguvu ya msuguano ni aina ya kutumia mawasiliano ya umeme na athari ya kuunganisha ya introduktionsutbildning ya umeme, nishati ya kawaida ya thamani ya mitambo inaweza kubadilishwa kwa upatikanaji wa nishati ya umeme kwa teknolojia mpya ya nishati, gharama ya chini, muundo rahisi, matumizi rahisi, uchaguzi wa nyenzo, ufanisi wa juu wa uongofu, nk. . Katika uwanja wa chanzo cha nguvu kinachoweza kuvaliwa na sensor ya ugavi wa umeme ina matarajio mapana ya maombi, ni chaguo bora kwa ngozi ya uhuru wa nishati ya elektroniki.

Unyumbufu, upanuzi, unyeti, uwezo wa kubadilika na uimara wa mitambo ni maelekezo ya kawaida ya utafiti wa ngozi ya kielektroniki kwa sasa, ambayo pia ni rahisi kutambua. Katika miaka ya hivi karibuni, ili kuboresha utendaji wa kina wa ngozi ya elektroniki, kazi maalum za ngozi ya elektroniki, kama vile kusaga tena, kujiponya, kumbukumbu ya umbo, umeme wa mwanga na mwangaza wa mitambo, zimesomwa hatua kwa hatua. Licha ya uboreshaji unaoendelea na uboreshaji wa mambo hapo juu, faraja, usalama na ulinzi wa mazingira wa ngozi ya elektroniki umepuuzwa, ambayo kwa kiasi kikubwa inazuia matumizi ya vitendo ya ngozi ya elektroniki. Kwa hiyo, ngozi ya elektroniki na faraja bora na vitendo lazima kupumua, biodegradable na antibacterial. Upenyezaji wa hewa ni utendaji muhimu wa kurekebisha usawa wa joto na unyevu na kutambua ubadilishanaji wa gesi kati ya mwili wa binadamu na mazingira ya nje. Hata hivyo, ngozi nyingi za kielektroniki zenye utendakazi wa juu HUTUMIA utando kama elektrodi au substrates, ambayo inaweza kusababisha mwasho wa ngozi na hata kuvimba na kuwasha. Kwa kuongeza, mawasiliano ya muda mrefu kati ya e-ngozi na ngozi ya binadamu ni kati nzuri kwa ukuaji wa microbial, hivyo mali ya antibacterial ni muhimu kwa e-ngozi ili kuzuia ukuaji wa bakteria na kuzuia maambukizi ya bakteria. Kwa kuongezea, nyenzo nyingi haziwezi kutupwa, mwisho wa maisha yao muhimu, zinaweza kuwa taka za kielektroniki, au hata kuumiza mwili wa binadamu au kuchafua mazingira.

Hivi majuzi, timu ya watafiti ya Taasisi ya Beijing ya Nishati na Mifumo ya Nanometer, Chuo cha Sayansi cha China ilibuni ngozi ya kielektroniki ya nanofiber inayoweza kupumua, inayoweza kuoza, ya antibacterial na inayojiendesha yenyewe kwa msingi wa nanojenereta ya msuguano, ambayo iligundua ukusanyaji wa nishati ya kimitambo na hisia inayoendeshwa yenyewe. fiziolojia ya mwili wa binadamu na ishara za mwendo wa pamoja. Nanofiber za nanofiber (PLGA) na polyvinyl alkoholi (PVA) membrane ya nanofiber kwa mtiririko huo kama safu ya umeme na substrate na nanowires za fedha (AgNW) kama kiunganishi, iliyoundwa na mtandao wa tabaka nyingi wa nanofibers na idadi kubwa ya tatu. Muundo wa sura ya mashimo madogo-nano kulingana na nguvu ya msuguano wa ngozi ya elektroniki, kuwa na manufaa kwa ngozi ya mwili wa binadamu na mazingira ya nje ya uhamisho wa joto. Wakati huo huo, ngozi ya umeme ina mali nzuri sana ya antibacterial, inaweza kuzuia kwa ufanisi ukuaji wa Escherichia coli na Staphylococcus aureus, na kuzuia maambukizi ya bakteria. Kwa kubadilisha ukubwa na ulinganifu wa PLGA na PVA inayoweza kuharibika, mzunguko wa uharibifu wa ngozi ya kielektroniki unaweza kubadilishwa hadi siku kadhaa hadi wiki kadhaa. Kwa kuongezea, ikiwa na uwezo wa juu wa pato wa 130 mW / m2 na unyeti wa majibu ya voltage ya 0.011 kPA-1, ngozi ya kielektroniki inaweza kutambua ufuatiliaji wa wakati halisi usio na uvamizi wa mawimbi ya kisaikolojia (kama vile maonyesho madogo, mapigo, kupumua. na miito) na harakati za viungo (kama vile vifundo, viwiko, magoti na vifundo vya miguu) vya mwili wa mwanadamu. Kazi hii hutoa mkakati wa utafiti ambao haujawahi kufanywa kwa maendeleo ya ngozi ya kielektroniki yenye kazi nyingi. Matokeo ya kichwa cha "Ngozi ya kielektroniki inayoweza kupumua, inayoweza kuharibika, inayozuia bakteria, na inayojiendesha yenyewe - kulingana na nanogenerators zote za nanofiber triboelectric", iliyochapishwa katika Maendeleo ya Sayansi.

Muundo wa muundo na sifa za muundo wa ngozi nzima ya elektroniki ya nanofiber kulingana na nanogenerator ya msuguano

Tabia ya mvutano, upenyezaji wa hewa, na sifa za pato la umeme

Tabia ya mali ya antimicrobial na biodegradable

Ishara za kisaikolojia za utaratibu na ufuatiliaji wa harakati za pamoja

Maendeleo ya Sayansi (IF:12.804) Tarehe ya Kuchapishwa :2020-06-26,

DOI: 10.1126 / sciadv aba9624