Shpikja ka të bëjë me një lëkurë elektronike me nanofibër të plotë me frymëmarrje, të biodegradueshme, antibakteriale dhe të vetë-fuqishme, bazuar në një nanogjenerator fërkimi

Si organi më i madh i trupit të njeriut, lëkura e njeriut jo vetëm që ka funksionet bazë të mbrojtjes, sekretimit dhe frymëmarrjes, por është gjithashtu një sistem i rëndësishëm somatosensor për ndërveprimin dhe komunikimin midis njeriut dhe botës materiale. Vitet e fundit, zhvillimi i lëkurës elektronike bionike ka ngjallur interes të madh të studiuesve dhe ka një gamë të gjerë aplikimesh në monitorimin e shëndetit personal, proteza inteligjente dhe robotikë, ndërveprimin njeri-kompjuter dhe inteligjencën artificiale.

Në bazë të mekanizmave të ndryshëm të ndjeshmërisë fizike, lëkura elektronike mund të klasifikohet në lloje piezorezistuese, kapacitore, piezoelektrike dhe triboelektrike. Lëkura elektronike zbulon dhe kuantifikon një sërë stimujsh mjedisorë, duke përfshirë temperaturën, lagështinë, presionin, dridhjet dhe prekjen, dhe i konverton ato në pulse elektronike në kohë reale dhe vizuale. Fuqia e fërkimit është një lloj përdorimi i kontaktit elektrik me efektin e bashkimit të induksionit elektrostatik, energjia e çmuar e zakonshme mekanike mund të konvertohet në energji elektrike, aksesi në teknologjinë e re të energjisë, kosto e ulët, strukturë e thjeshtë, përdorim i përshtatshëm, zgjedhja e materialit, efikasiteti i lartë i konvertimit, etj. Në fushën e burimit të energjisë të veshur dhe sensori i furnizimit me energji elektrike ka një perspektivë të gjerë aplikimi, është zgjidhja ideale për lëkurën elektronike të llojit të pavarësisë së energjisë.

Fleksibiliteti, shtrirja, ndjeshmëria, përshtatshmëria dhe qëndrueshmëria mekanike janë drejtimet më të zakonshme të kërkimit të lëkurës elektronike aktualisht, të cilat janë gjithashtu relativisht të lehta për t'u realizuar. Vitet e fundit, për të përmirësuar performancën gjithëpërfshirëse të lëkurës elektronike, funksionet e veçanta të lëkurës elektronike, si riciklimi, vetë-shërimi, kujtesa e formës, elektrolumineshenca dhe ndriçimi mekanik, janë studiuar gradualisht. Pavarësisht optimizimit dhe përmirësimit të vazhdueshëm të aspekteve të mësipërme, komoditeti, siguria dhe mbrojtja e mjedisit të lëkurës elektronike janë neglizhuar, gjë që pengon në një masë të madhe aplikimin praktik të lëkurës elektronike. Prandaj, lëkura elektronike me rehati dhe praktike ideale duhet të jetë e frymëmarrjes, e biodegradueshme dhe antibakteriale. Përshkueshmëria e ajrit është një performancë e rëndësishme për të rregulluar ekuilibrin e nxehtësisë dhe lagështisë dhe për të realizuar shkëmbimin e gazit midis trupit të njeriut dhe mjedisit të jashtëm. Megjithatë, shumica e lëkurës elektronike me performancë të lartë përdorin membranat si elektroda ose nënshtresa, të cilat mund të shkaktojnë acarim të lëkurës, madje edhe inflamacion dhe kruajtje. Përveç kësaj, kontakti afatgjatë ndërmjet lëkurës elektronike dhe lëkurës së njeriut është një mjet i mirë për rritjen e mikrobeve, kështu që vetitë antibakteriale janë të rëndësishme për lëkurën elektronike për të penguar rritjen e baktereve dhe për të parandaluar infeksionin bakterial. Përveç kësaj, shumica e materialeve nuk janë të disponueshme, në fund të jetës së tyre të dobishme, mund të shndërrohen në mbeturina elektronike, apo edhe të dëmtojnë trupin e njeriut ose të ndotin mjedisin.

Kohët e fundit, ekipi hulumtues i Institutit të Pekinit të Energjisë dhe Sistemeve Nanometer, Akademia Kineze e Shkencave projektoi një lëkurë elektronike të frymëmarrjes, të biodegradueshme, antibakteriale dhe vetë-fuqishme me nanofibër, bazuar në nanogjeneratorin e fërkimit, i cili realizoi mbledhjen e energjisë mekanike dhe ndjeshmërinë e vetë-drejtuar të fiziologjia e trupit të njeriut dhe sinjalet e lëvizjes së kyçeve. Nga membrana e nanofibrave kopolimer poli laktik/acid glikolik (PLGA) dhe alkooli polivinil (PVA) përkatësisht si shtresë elektrifikimi dhe nënshtresa dhe nanotelat e argjendit (AgNW) si ndërmjetës, të formuar me rrjet nanofibrash me shumë shtresa dhe një numër të madh prej tresh. -Struktura dimensionale e vrimave mikro-nano bazuar në fuqinë elektronike të fërkimit të lëkurës, të jetë e dobishme për lëkurën e trupit të njeriut dhe mjedisin e jashtëm të transferimit të nxehtësisë. Në të njëjtën kohë, lëkura elektronike ka veti shumë të mira antibakteriale, mund të pengojë në mënyrë efektive rritjen e Escherichia coli dhe Staphylococcus aureus dhe të parandalojë infeksionin bakterial. Duke ndryshuar madhësinë dhe përputhjen e PLGA dhe PVA të biodegradueshme, cikli i degradimit të lëkurës elektronike mund të rregullohet në disa ditë deri në disa javë. Përveç kësaj, me një funksion të daljes maksimale prej 130 mW /m2 dhe një ndjeshmëri ndaj reagimit të tensionit prej 0.011 kPA-1, lëkura elektronike mund të realizojë monitorim jo-invaziv në kohë reale të sinjaleve fiziologjike (si mikroshprehjet, pulsi, frymëmarrja). dhe thirrjet) dhe lëvizjet e kyçeve (si nyjet, bërrylat, gjunjët dhe kyçet e këmbëve) të trupit të njeriut. Kjo punë ofron një strategji të paprecedentë kërkimore për zhvillimin e lëkurës praktike multifunksionale elektronike. Rezultatet për titullin "Një lëkurë elektronike me frymëmarrje, e biodegradueshme, antibakteriale dhe vetë-fuqishme e bazuar në nanogjeneratorët triboelektrikë me nanofibër", botuar në Science Advances.

Dizajni i strukturës dhe karakteristikat e përbërjes së lëkurës së plotë elektronike me nanofibër bazuar në nanogjeneratorin e fërkimit

Karakterizimi i vetive të tërheqjes, përshkueshmërisë së ajrit dhe prodhimit elektrik

Karakterizimi i vetive antimikrobike dhe të biodegradueshme

Sinjalet fiziologjike sistematike dhe monitorimi i lëvizjes së kyçeve

Përparimet e shkencës (IF: 12.804) Data e publikimit: 2020-06-26,

DOI: 10.1126 / sciadv aba9624