Kemajuan Dalam Penderia Elektronik Boleh Dipakai & Fleksibel

Laman Utama / Blog / Produk Pengguna / Kemajuan Dalam Penderia Elektronik Boleh Dipakai & Fleksibel

Pengenalan

Kemunculan peranti elektronik mudah alih dan boleh pakai telah merevolusikan masyarakat sepenuhnya. Peranti elektronik mudah alih seperti telefon bimbit, komputer riba dan jam tangan pintar telah memudahkan kehidupan orang ramai. Seseorang boleh segera berhubung dan melihat orang terdekat atau rakannya secara langsung menetap di sudut dunia yang lain melalui panggilan video internet. Terdahulu, industri semikonduktor berasaskan silikon memainkan peranan besar dalam pembangunan industri elektronik dan maklumat.

Walau bagaimanapun, dengan kedatangan teknologi baharu seperti internet of things (IoT), kecerdasan buatan, pemantauan kesihatan jauh, rumah pintar, interaksi manusia-mesin, dll., industri berasaskan silikon konvensional menghadapi cabaran baharu.

Jadual Kandungan

Kemajuan Terkini

Pada masa kini, elektronik boleh pakai, dengan fleksibiliti mekanikal bersepadu dan fungsi elektronik, telah menunjukkan perkembangan dan kemajuan yang luar biasa berbanding dengan elektronik tegar berasaskan silikon konvensional.

Dengan penyelidikan terkini dalam sains bahan, litar elektronik juga boleh dibuat yang bukan sahaja fleksibel tetapi juga boleh diregangkan, membolehkannya digunakan dalam pelbagai aplikasi yang lebih luas. 

Elektronik yang fleksibel dan boleh pakai mempunyai aplikasi yang meluas dalam industri perubatan dan penjagaan kesihatan. Disebabkan gabungan teknologi kecerdasan buatan dan internet of things (IoT) dengan peranti elektronik perubatan seperti penderia, penggerak, dsb., adalah mungkin untuk mengukur dan menganalisis pesakit dari jauh dan memberi mereka penjagaan dan rawatan yang diingini.

Memandangkan peranti dan penderia perubatan yang fleksibel dan boleh renggang boleh membungkus badan atau organ sasaran dan boleh memperoleh bentuk yang diingini, ukuran yang diambil olehnya adalah agak tepat. 

Penderia fleksibel ini boleh digunakan untuk mengukur berbilang data pesakit seperti kadar nadi, tekanan darah, kadar nafas, pH, paras glukosa, suhu, peluh, air liur, dll., dan boleh membantu profesional perubatan dalam diagnosis awal.

Penderia tidak fleksibel juga telah dibangunkan lebih awal dan menggunakan silikon sebagai substrat, tetapi ia tidak dapat mengukur parameter fisiologi dengan tepat kerana kekakuannya.

Penderia Fleksibel

Sensor fleksibel mempunyai struktur berlapis di mana lapisan bawah adalah substrat yang terdiri daripada bahan polimer yang fleksibel. Substrat yang biasa digunakan untuk penderia pembuatan termasuk polyethylene terephthalate (PET), polyimide (PI), polydimethylsiloxane (PDMS), polypyrrole, indium tin oxide (ITO) film, dsb.

Sebagai tambahan kepada lapisan substrat, sensor mempunyai dua lapisan elektrod, lapisan elektrod atas, dan lapisan elektrod bawah, untuk menghantar isyarat elektrik ke dalam atau keluar dari sensor. 

Lapisan elektrod juga dipilih sedemikian rupa sehingga ia memberikan fleksibiliti penuh serupa dengan lapisan substrat. Bahan yang biasa digunakan untuk membuat elektrod penderia fleksibel ialah polimer konduktif, wayar nano perak (Ag), dan jaringan logam emas, tembaga atau perak.

Lapisan yang paling penting bagi penderia ialah lapisan aktif, yang diletakkan di tengah-tengah penderia. Bahan lapisan aktif bergantung kepada jenis sensor, iaitu sama ada sensor tekanan, sensor biokimia, sensor suhu, sensor daya, dll.

Teknik Percetakan

Teknik percetakan adalah teknik yang paling popular untuk menghasilkan sensor ini. Percetakan mungkin percetakan skrin juga dikenali sebagai percetakan analog atau mungkin percetakan digital juga dikenali sebagai percetakan inkjet. 

Dalam percetakan skrin, topeng dibuat dan dimasukkan ke dalam pencetak dan digunakan untuk mencetak corak yang diperlukan. Hampir semua penderia dan litar elektronik yang terdahulu dibuat oleh teknik percetakan skrin ini. 

Pada masa kini, percetakan digital telah tiba, di mana tiada pembuatan topeng diperlukan. Dalam percetakan digital, corak yang akan dicetak dimasukkan secara digital ke dalam komputer dan dicetak secara automatik oleh arahan komputer. 

Walaupun percetakan digital adalah mudah, mudah digunakan dan memerlukan usaha manual yang lebih sedikit, dakwat yang digunakan untuk teknik ini mesti memenuhi beberapa keperluan khusus dari segi kelikatan dan ketegangan permukaan.

Sebaliknya, dalam teknik electrospinning, larutan polimer disediakan dan dimasukkan ke dalam picagari yang dipacu ke atas jarum logam menggunakan pam picagari. 

Voltan elektrik yang tinggi digunakan di sepanjang jarum dan digunakan untuk mengeluarkan larutan polimer dengan memecahkan tegangan permukaan bendalir. Semasa proses lonjakan, pelarut polimer meruap, dan bahan polimer yang stabil dimendapkan dalam cara berpilin dan produk gentian yang dikehendaki diperolehi. 

Begitu juga, dalam teknik pemindahan corak, corak dicetak pada permukaan tegar menggunakan topeng melalui teknik cetakan biasa dan kemudiannya dipindahkan ke substrat fleksibel.

Penjagaan khusus diperlukan semasa proses pemindahan corak, kerana corak yang dibuat adalah halus dan mungkin rosak jika tidak dikendalikan dengan betul. Pembuatan aditif juga dikenali sebagai percetakan 3D ialah teknik cetakan terkini yang digunakan untuk membuat peranti elektronik yang rumit atau reka bentuk litar elektrik.

Dalam teknik ini, pencetakan dilakukan dengan cara lapisan demi lapisan dan corak dicetak satu sama lain pada substrat fleksibel. Menggunakan teknik ini, peranti elektronik dengan arkitek atau reka bentuk nano yang kompleks boleh direka dengan berkesan. 

Penderia fleksibel & boleh pakai mempunyai banyak aplikasi umum dan penjagaan kesihatan. Penggunaan penderia tertentu dalam utiliti tertentu bergantung pada jenis pengukuran atau trek yang perlu dicapai. 

Penderia yang biasa digunakan ialah penderia elektrokimia, penderia tekanan atau terikan, penderia suhu dan sebagainya. Beberapa contoh penderia yang dipakai oleh badan terbukti dalam rajah 1.  

Semua penderia tersebut mempunyai lapisan aktif yang mengukur kuantiti sasaran tertentu dan menukarkan kuantiti tersebut kepada isyarat elektrik yang sepadan. Terdapat pelbagai jenis penderia elektrokimia yang perlu ada dalam penjejakan penjagaan kesihatan termasuk glukosa, peluh, air liur, pH, pengukuran kolesterol pengangkutan dadah, dsb. 

Prinsip asas penderia elektrokimia ialah tindak balas kimia antara bahan penderiaan dan bahan sasaran mengubah kediaman elektrik penderia, dan penjejakan kesihatan dicapai dengan cara ini. 

Sensor tekanan

Penderia tekanan atau penderia daya ialah kategori penderia penting yang digunakan untuk mengukur banyak parameter kesihatan penting seperti kadar nadi, tekanan darah, degupan jantung, dsb. 

Penderia ini mengesan daya mekanikal dalam bentuk ketegangan, tegasan, terikan, dan tork, dan menukarnya kepada isyarat elektrik. Terdapat banyak jenis penderia terikan yang boleh didapati dalam penjagaan kesihatan seperti penderia perintang, penderia kapasitif dan penderia piezoelektrik.

Penderia rintangan

Dalam penderia perintang, rintangan pengubahsuaian fabrik penderiaan pada pengesanan isyarat mekanikal, dan penyemperitan dalam rintangan difikirkan dalam sisi bentuk tambahan dalam sisi isyarat elektrik.

Begitu juga, dalam sensor kapasitif, kapasitansi sensor berubah dengan perubahan dalam daya mekanikal atau tekanan dan dicerminkan dalam bentuk isyarat elektrik.

Sensor piezoelektrik

Penderia piezoelektrik ialah penderia yang membangunkan voltan elektrik merentasi terminalnya pada pengesanan daya mekanikal atau tekanan. Banyak bahan seramik dan polimer berasaskan plumbum mempamerkan sifat piezoelektrik dan digunakan secara langsung dalam penderia tersebut. 

Menurut penyelidikan terkini mengenai penderia tekanan, struktur berliang atau reka bentuk seni bina nano yang dihasilkan melalui pembuatan bahan tambahan boleh digunakan untuk meningkatkan output atau sensitiviti penderia ini.

Suhu Sensor

Satu lagi kategori penderia boleh pakai ialah penderia suhu. Penderia ini mengesan perubahan dalam suhu badan dan mencerminkan output dalam bentuk isyarat elektrik. 

Terdapat terutamanya dua jenis penderia suhu iaitu penderia perintang dan penderia piroelektrik. Dalam sensor suhu perintang, rintangan bahan yang digunakan berubah dengan perubahan suhu.

Oleh itu isyarat elektrik keluaran berbeza-beza. Oksida logam, CNT, graphene, dan komposit polimer ialah bahan yang biasa digunakan untuk membuat penderia suhu perintang. 

Dalam kes penderia piroelektrik, polarisasi bahan berubah dengan perubahan suhu. Perubahan dalam polarisasi selanjutnya digunakan untuk penjanaan isyarat elektrik yang ditentukur dari segi suhu

RajahPenderia Badan Fleksibel & Boleh Dipakai Contoh 
Contoh sensor badan yang fleksibel dan boleh pakai

Di samping itu, sensor pelbagai fungsi juga tersedia pada masa kini. Dalam penderia berbilang fungsi, beberapa lapisan dengan fungsi yang berbeza disusun satu sama lain dan digunakan untuk mengesan berbilang kuantiti seperti suhu, tekanan, dsb., secara serentak.

Lapisan berbilang ini diapit di antara elektrod dan keseluruhan struktur diendapkan di atas bahan substrat yang terdiri daripada asas polimer. Penderia pelbagai fungsi dengan keupayaan untuk mengukur ketegangan dan suhu secara serentak dalam penjagaan kesihatan telah berjaya dibuat. 

Jelas daripada perbincangan di atas bahawa penderia fleksibel & boleh pakai telah membuat kemajuan besar dalam beberapa tahun kebelakangan ini. Penderia ini digabungkan dengan kecerdasan buatan dan internet of things menemui sejumlah besar aplikasi dalam masyarakat. Sumbangan penderia boleh pakai dalam bidang penjagaan kesihatan dan perubatan adalah luar biasa, dan sumbangan mereka dijangka terus berkembang pada masa hadapan.

Penderia pelbagai fungsi dengan keupayaan untuk mengukur berbilang kuantiti pada masa yang sama kelihatan agak menjanjikan. Selain itu, teknik pembuatan aditif terbukti cukup membuahkan hasil untuk menghasilkan reka bentuk 3D kompleks penderia boleh pakai.

Konsep membuat keliangan terkawal dalam penderia boleh pakai untuk meningkatkan keupayaan penderiaan mereka juga baharu dan dijangka memberikan hasil yang baik jika dilaksanakan dengan cara yang bijak.

Pengarang
Jasdeep, Khemraj & Harvinder

Mengenai TTC

Kami sentiasa mengenal pasti nilai teknologi baharu yang dijalankan oleh krew eksekutif kami yang cukup mahir dengan latar belakang sebagai profesional kami. Seperti profesional IP yang kami perkasakan, kelaparan kami untuk pembangunan tidak berkesudahan. Kami MEMPERBAIKI, MENYESUAIKAN, dan MELAKSANAKAN secara strategik.
Perunding TT menawarkan pelbagai penyelesaian yang cekap dan berkualiti tinggi untuk pengurusan harta intelek anda daripada Carian Kebolehpaten, Carian Tidak Sah, FTO (Kebebasan Beroperasi), Pengoptimuman Portfolio Paten, Pemantauan Paten, Carian Pelanggaran Paten, Penggubalan & Ilustrasi Paten, dan banyak lagi. lebih. Kami menyediakan kedua-dua firma guaman dan syarikat dalam banyak industri dengan penyelesaian turnkey.
Hubungi Kami
Kongsi Artikel

Kategori

TOP

Minta Panggilan Balik!

Terima kasih kerana berminat dengan Perunding TT. Sila isi borang dan kami akan menghubungi anda sebentar lagi

    Popup

    BUKA KUASA

    Daripada Anda #DudukRumah

    Tingkatkan Pengetahuan Paten Anda
    Wawasan Eksklusif Menanti dalam Surat Berita Kami

      Minta Panggilan Balik!

      Terima kasih kerana berminat dengan Perunding TT. Sila isi borang dan kami akan menghubungi anda sebentar lagi