Viele Funktionen des menschlichen Körpers äußern sich in Form einer mechanischen Verformung der Haut: Sie dehnt sich,
In den letzten Jahren wurden solche Bewegungen mit tragbaren Sensoren verfolgt; sie können Folgendes erkennen:
- hohe Spannung (40-100%): Bewegung von Fingern, Gelenken und Gliedmaßen;
- mittlere Anspannung (10–40%): Schlucken und Gesichtsbewegungen;
- niedrige Spannung (<1 %–10 %): Puls- und Stimmbandvibrationen.
Um das Höchste zu bietenUm ein höheres Maß an Leitfähigkeit und Stabilität zu erreichen, ist es besser, PEDOT:PSS zu verwenden – dabei handelt es sich um eine Polymermischung aus zwei Ionomeren. Eine Komponente dieser Mischung besteht aus Natriumpolystyrolsulfonat, also sulfoniertem Polystyrol. Die geringe Dehnbarkeit von PEDOT:PSS-Filmen führt jedoch zu einer Verschlechterung der Leistung darauf basierender tragbarer Geräte.
Die Autoren der neuen Arbeit haben ein tragbares Gerät geschaffen,wodurch unterschiedliche Spannungspegel effektiv erkannt werden. Um die Dehnbarkeit dieses Sensors zu maximieren, basierten sie auf den Prinzipien der Schlangenhaut. Schlangen können sich auf ein Vielfaches ihrer normalen Körpergröße ausdehnen. Dies liegt daran, dass ihre Haut mit überlappenden Schuppen bedeckt ist. Bei Anlegen einer Spannung gleiten diese Schuppen übereinander und können bei Bedarf leicht verschoben werden. Daher ist Schlangenhaut äußerst elastisch.
Forscher nutzten dieses Designkonzeptwenn Sie Ihren eigenen Sensor herstellen. Sie trugen eine dünne Schicht PEDOT:PSS auf und verklebten sie mit einem Elastomerband. Anschließend wurde diese Schicht um 50 % gedehnt. Dieser Prozess führte zur Bildung von Rissen und mikroskopisch kleinen Stücken auf der Oberfläche der Schicht. Diese freigelegten Bereiche dienten als Klebestellen für das Auftragen einer zweiten dünnen Schicht PEDOT:PSS. Nach dem Auftragen wurde die zweite Schicht weiter auf 100 % gedehnt. Dadurch entstanden neue Strecken und Inseln, die naturgemäß mit den Flächen der ersten Schicht zusammenfielen.
Nach den Ergebnissen einer Reihe von Experimenten wurde der Sensor hergestelltGut definierte Signale mit einem Empfindlichkeitsbereich von zwei Größenordnungen. Die Signale spiegelten Bewegungsgrade und -winkel genau wider. Darüber hinaus zeigte der Sensor eine hervorragende Leitfähigkeit und Haltbarkeit.
Neuentwicklung kann genutzt werdenzur Überwachung der Herz- oder Kreislauffunktionen, zur Unterstützung von Menschen mit Schwierigkeiten beim Sprechen oder Schlucken sowie zur körperlichen Rehabilitation oder zur Beurteilung der sportlichen Leistung.
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