આ શોધ ઘર્ષણ નેનોજનરેટર પર આધારિત શ્વાસ લેવા યોગ્ય, બાયોડિગ્રેડેબલ, એન્ટીબેક્ટેરિયલ અને સ્વ-સંચાલિત સંપૂર્ણ નેનોફાઇબર ઇલેક્ટ્રોનિક ત્વચા સાથે સંબંધિત છે.

માનવ શરીરના સૌથી મોટા અંગ તરીકે, માનવ ત્વચામાં માત્ર રક્ષણ, સ્ત્રાવ અને શ્વસનના મૂળભૂત કાર્યો જ નથી, પરંતુ માનવ અને ભૌતિક વિશ્વ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા અને સંચાર માટે એક મહત્વપૂર્ણ સોમેટોસેન્સરી સિસ્ટમ પણ છે. તાજેતરના વર્ષોમાં, બાયોનિક ઇલેક્ટ્રોનિક ત્વચાના વિકાસે સંશોધકોમાં ખૂબ જ રસ જગાડ્યો છે, અને તે પહેરવા યોગ્ય વ્યક્તિગત આરોગ્ય દેખરેખ, બુદ્ધિશાળી કૃત્રિમ અંગ અને રોબોટિક્સ, માનવ-કમ્પ્યુટર ક્રિયાપ્રતિક્રિયા અને કૃત્રિમ બુદ્ધિમાં વિશાળ શ્રેણીની એપ્લિકેશન ધરાવે છે.

વિવિધ ભૌતિક સંવેદના પદ્ધતિઓના આધારે, ઇલેક્ટ્રોનિક ત્વચાને પીઝોરેસિસ્ટિવ, કેપેસિટીવ, પીઝોઇલેક્ટ્રિક અને ટ્રાઇબોઇલેક્ટ્રિક પ્રકારોમાં વર્ગીકૃત કરી શકાય છે. ઇલેક્ટ્રોનિક ત્વચા તાપમાન, ભેજ, દબાણ, કંપન અને સ્પર્શ સહિત વિવિધ પર્યાવરણીય ઉત્તેજનાઓ શોધી કાઢે છે અને તેનું પ્રમાણીકરણ કરે છે અને તેને વાસ્તવિક સમય અને વિઝ્યુઅલ ઇલેક્ટ્રોનિક સ્પંદનોમાં રૂપાંતરિત કરે છે. ઘર્ષણ શક્તિ એ ઇલેકટ્રોસ્ટેટિક ઇન્ડક્શનની કપ્લીંગ ઇફેક્ટ સાથે વિદ્યુત સંપર્કનો ઉપયોગ કરવાનો એક પ્રકાર છે, કિંમતી સામાન્ય યાંત્રિક ઉર્જાને વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે નવી ઉર્જા તકનીક, ઓછી કિંમત, સરળ માળખું, અનુકૂળ ઉપયોગ, સામગ્રીની પસંદગી, ઉચ્ચ રૂપાંતરણ કાર્યક્ષમતા, વગેરે. વેરેબલ પાવર સ્ત્રોતના ક્ષેત્રમાં અને પાવર સપ્લાય સેન્સર પાસે વ્યાપક એપ્લિકેશનની સંભાવના છે, ઊર્જા સ્વતંત્રતા પ્રકારની ઇલેક્ટ્રોનિક ત્વચા માટે આદર્શ પસંદગી છે.

લવચીકતા, એક્સ્ટેન્સિબિલિટી, સંવેદનશીલતા, અનુકૂલનક્ષમતા અને યાંત્રિક ટકાઉપણું એ હાલમાં ઇલેક્ટ્રોનિક ત્વચાની સૌથી સામાન્ય સંશોધન દિશાઓ છે, જે અનુભૂતિ કરવી પણ પ્રમાણમાં સરળ છે. તાજેતરના વર્ષોમાં, ઇલેક્ટ્રોનિક ત્વચાના વ્યાપક પ્રદર્શનને સુધારવા માટે, ઇલેક્ટ્રોનિક ત્વચાના વિશેષ કાર્યો, જેમ કે પુનઃઉપયોગીતા, સ્વ-ઉપચાર, આકાર મેમરી, ઇલેક્ટ્રોલ્યુમિનેસેન્સ અને મિકેનિકલ લ્યુમિનેસેન્સનો ધીમે ધીમે અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે. ઉપરોક્ત પાસાઓના સતત ઑપ્ટિમાઇઝેશન અને સુધારણા છતાં, ઇલેક્ટ્રોનિક ત્વચાના આરામ, સલામતી અને પર્યાવરણીય સંરક્ષણની અવગણના કરવામાં આવી છે, જે ઇલેક્ટ્રોનિક ત્વચાના વ્યવહારિક ઉપયોગને મોટા પ્રમાણમાં અવરોધે છે. તેથી, આદર્શ આરામ અને વ્યવહારિકતા સાથે ઇલેક્ટ્રોનિક ત્વચા શ્વાસ લેવા યોગ્ય, બાયોડિગ્રેડેબલ અને એન્ટીબેક્ટેરિયલ હોવી જોઈએ. હવાની અભેદ્યતા એ ગરમી અને ભેજના સંતુલનને સમાયોજિત કરવા અને માનવ શરીર અને બહારના વાતાવરણ વચ્ચે ગેસના વિનિમયને સમજવા માટે એક મહત્વપૂર્ણ કામગીરી છે. જો કે, મોટાભાગની ઉચ્ચ-પ્રદર્શન ઇલેક્ટ્રોનિક ત્વચા પટલનો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રોડ અથવા સબસ્ટ્રેટ તરીકે કરે છે, જે ત્વચામાં બળતરા અને બળતરા અને ખંજવાળનું કારણ બની શકે છે. વધુમાં, ઈ-ત્વચા અને માનવ ત્વચા વચ્ચેનો લાંબા ગાળાનો સંપર્ક એ માઇક્રોબાયલ વૃદ્ધિ માટે એક સારું માધ્યમ છે, તેથી બેક્ટેરિયાના વિકાસને અટકાવવા અને બેક્ટેરિયાના ચેપને અટકાવવા માટે ઈ-ત્વચા માટે એન્ટિબેક્ટેરિયલ ગુણધર્મો મહત્વપૂર્ણ છે. વધુમાં, મોટાભાગની સામગ્રી નિકાલજોગ નથી, તેમના ઉપયોગી જીવનના અંતે, ઈ-કચરો બની શકે છે, અથવા તો માનવ શરીરને નુકસાન પહોંચાડે છે અથવા પર્યાવરણને પ્રદૂષિત કરી શકે છે.

તાજેતરમાં, બેઇજિંગ ઇન્સ્ટિટ્યુટ ઓફ નેનોમીટર એનર્જી એન્ડ સિસ્ટમ્સની સંશોધન ટીમ, ચાઇનીઝ એકેડેમી ઓફ સાયન્સે ઘર્ષણ નેનોજનરેટર પર આધારિત શ્વાસ લેવા યોગ્ય, બાયોડિગ્રેડેબલ, એન્ટીબેક્ટેરિયલ અને સ્વ-સંચાલિત ઓલ-નેનોફાઇબર ઇલેક્ટ્રોનિક ત્વચા ડિઝાઇન કરી, જેણે યાંત્રિક ઊર્જા સંગ્રહ અને સ્વ-સંચાલિત સંવેદનાને અનુભવી. માનવ શરીરનું શરીરવિજ્ઞાન અને સંયુક્ત ગતિ સંકેતો. પોલી લેક્ટિક એસિડ/ગ્લાયકોલિક એસિડ કોપોલિમર (PLGA) અને પોલીવિનાઇલ આલ્કોહોલ (PVA) નેનોફાઇબર્સ મેમ્બ્રેન દ્વારા અનુક્રમે ઇલેક્ટ્રિફિકેશન લેયર તરીકે અને સબસ્ટ્રેટ અને સિલ્વર નેનોવાયર્સ (AgNW) મધ્યસ્થી તરીકે, બહુ-સ્તરવાળા સ્ટેગર્ડ નેનોફાઇબર્સ નેટવર્ક અને મોટી સંખ્યામાં ત્રણ સાથે રચાય છે. ઇલેક્ટ્રોનિક ત્વચા ઘર્ષણ શક્તિ પર આધારિત માઇક્રો-નેનો છિદ્રોનું પરિમાણીય માળખું, માનવ શરીરની ત્વચા અને હીટ ટ્રાન્સફરના બાહ્ય વાતાવરણ માટે મદદરૂપ થશે. તે જ સમયે, ઇલેક્ટ્રોનિક ત્વચામાં ખૂબ જ સારી એન્ટિબેક્ટેરિયલ ગુણધર્મો છે, તે અસરકારક રીતે એસ્ચેરીચિયા કોલી અને સ્ટેફાયલોકોકસ ઓરેયસના વિકાસને અટકાવી શકે છે અને બેક્ટેરિયલ ચેપને અટકાવી શકે છે. બાયોડિગ્રેડેબલ PLGA અને PVA ના કદ અને મેચિંગને બદલીને, ઇલેક્ટ્રોનિક ત્વચાના અધોગતિ ચક્રને ઘણા દિવસોથી કેટલાક અઠવાડિયા સુધી ગોઠવી શકાય છે. વધુમાં, 130 mW/m2 ના મહત્તમ આઉટપુટ ફંક્શન અને 0.011 kPA-1 ની વોલ્ટેજ પ્રતિભાવ સંવેદનશીલતા સાથે, ઇલેક્ટ્રોનિક ત્વચા શારીરિક સંકેતો (જેમ કે માઇક્રોએક્સપ્રેશન, પલ્સ, શ્વસન) ની વાસ્તવિક સમયની બિન-આક્રમક સ્વ-સંચાલિત દેખરેખને અનુભવી શકે છે. અને વ્યવસાયો) અને માનવ શરીરની સાંધાની હિલચાલ (જેમ કે નકલ્સ, કોણી, ઘૂંટણ અને પગની ઘૂંટી). આ કાર્ય વ્યવહારુ મલ્ટિફંક્શનલ ઇલેક્ટ્રોનિક ત્વચાના વિકાસ માટે અભૂતપૂર્વ સંશોધન વ્યૂહરચના પ્રદાન કરે છે. સાયન્સ એડવાન્સિસમાં પ્રકાશિત થયેલ "એક હંફાવવું, બાયોડિગ્રેડેબલ, એન્ટીબેક્ટેરિયલ અને સ્વ-સંચાલિત ઇલેક્ટ્રોનિક ત્વચા - બધા પર આધારિત - નેનોફાઇબર ટ્રાઇબોઇલેક્ટ્રિક નેનોજનરેટર્સ" શીર્ષક માટેના પરિણામો.

ઘર્ષણ નેનોજનરેટર પર આધારિત સમગ્ર નેનોફાઇબર ઇલેક્ટ્રોનિક ત્વચાની રચનાની રચના અને રચનાની લાક્ષણિકતાઓ

તાણ, હવા અભેદ્યતા અને વિદ્યુત આઉટપુટ ગુણધર્મોની લાક્ષણિકતા

એન્ટિમાઇક્રોબાયલ અને બાયોડિગ્રેડેબલ ગુણધર્મોનું લક્ષણ

પ્રણાલીગત શારીરિક સંકેતો અને સંયુક્ત હિલચાલનું નિરીક્ષણ

સાયન્સ એડવાન્સિસ (IF:12.804) પબ તારીખ : 2020-06-26,

DOI: 10.1126 / sciadv aba9624