可穿戴设备

Abstract(#br)In this paper, a multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) – polydimethylsiloxane (PDMS) nanocomposite is fabricated as a multifunctional sensor to realize a wearable heath monitoring sensor system. The sensor is flexible and can measure both pressure and temperature at areas of contact to human body. This enables continuous monitoring of posture and respiration process for early diagnosis of manifold posture and lung related diseases. Mechanical, thermal responses and morphology are studied and the results are discussed.

18쌍의 Bi2Te3계 p-n 가압소결체 열전레그들로 구성되어 있으며 상하부 기판이 없고 내부는 polydimethylsiloxane (PDMS)로 충진되어 있는 유연열전모듈을 형성하고, 이의 발전특성과 굽힘특성을 분석하였다. 유연열전모듈을 팔목에 부착하였을 때 서있는 정적인 상태에서는 2.23 mV의 open circuit 전압과 1.69 \u0026#13244;의 최대출력전력이 얻어졌으며, 걸어가는 동적인 상태에서는 3.32 mV의 open circuit 전압과 3.41 \u0026#13244;의 최대출력전력이 얻어졌다.

5쌍의 Bi2Te3계 p-n 가압소결체 열전레그들로 구성되어 있으며 상하부 기판이 없고 내부는 polydimethylsiloxane (PDMS)로 충진되어 있는 신축열전모듈을 형성하고, 이의 신축특성과 발전특성을 분석하였다. 신축열전모듈에 변형률 0~0.1 범위의 신축변형 싸이클을 10회 인가하여도 모듈의 integrity가 잘 유지되었으며, 인장변형률이 0.2로 증가시 Cu 전극과 열전레그 사이의 접합부 파단에 의해 모듈이 open 되었다. 신축열전모듈은 열전레그 양단간의 온도차가 2.2 K일 때 4.6 mV의 open circuit 전압을 나타내었으며, 변형률 0~0.1 범위의 인장변형에 의한 open circuit 전압의 변화는 5% 미만이었다.

Variation of Elastic Stiffness of Polydimethylsiloxane (PDMS) Stretchable Substrates for Wearable Packaging ApplicationsWearable devices;Wearable packaging;Stretchable substrate;PDMS;Stiffness;Elastic modulus;In order to develop stretchable substrates for wearable packaging applications, the variation behavior of elastic modulus was evaluated for transparent PDMS Sylgard 184 and black PDMS Sylgard 170 as a function of the base/curing agent mixing ratio.

多生理信号的同时测量可为疾病提供有效的诊断和治疗评估。本文报道了一种基于碳纳米管( CNT ) -聚二甲基硅氧烷( PDMS )的可穿戴设备，具有压阻和电压传感功能，可同时捕获腕脉压和心脏电信号。通过分析应变分布和电场分布来指导装置中传感元件的布置设计，以减小测量过程中腕脉与心脏电活动之间的干扰。每个装置在20 %的应变下进行预处理，直到装置的电阻变化达到平衡。预处理后，标定了电阻变化与压力的关系，确定了装置的灵敏度为0.01   Pa-1，线性压力范围为0.4 ~ 14.0   kPa。通过扫描电子显微镜( SEM )成像和等效电路模型研究了CNT- PDMS对应变信号和电脉冲信号的传感机理。该装置用于监测志愿者在运动后恢复过程中的腕脉搏和心电信号。

摘要\n可穿戴设备日益引起人们对个人医疗发展的关注。本研究开发了三维多孔碳气凝胶增强聚二甲基硅氧烷纳米复合材料，具有可控分级的开孔、半开孔和闭孔结构，用于多功能可穿戴加热传感装置。研究表明，气凝胶的微观结构在决定纳米复合材料的性能，特别是加热和传感性能方面起着至关重要的作用。作为热疗加热器，观察到具有半开放细胞结构的纳米复合材料具有最高的能量转导效率(平衡温度)

一种低功耗、自供电的可穿戴式个人热管理( PTM )设备可以最大限度地降低我们对外部电源的可靠性。这里，我们描述了一种自供电的PTM器件的制作，该器件提供了可以无线加热的热疗，具有保暖和通过摩擦电效应产生的热量。最初，在机织Kevlar纤维( WKF )表面均匀合成了铁磁性多孔海绵状FexCo1 - xP纳米结构，将合成的MXene分散在聚二甲基硅氧烷( PDMS )中，与WKF / FexCo1 - xP复合制备，MXene和FexCo1 - xP的共同作用导致了非常有效的焦耳加热( 3   V下的74℃)，复合材料的铁磁行为诱导了无线加热。MXene的引入形成了致密的相互关联的多孔结构，通过反射几乎所有的红外辐射( 97.7 % )回到体内，维持了人体的温暖性(相对于裸WKF / PDMS提高了40.1 % )。与WKF / PDMS相比，该复合材料还具有较高的抗冲击性能( 131.4 % )，可用作智能体装甲。此外，PTM器件在5   Hz的低冲击频率下，最大功率密度为1.3   mW   cm-2，能够从人体运动和风中获取能量，表明PTM复合材料具有潜在的自加热能力。

可穿戴设备在个人医疗发展中日益受到关注。本研究开发了三维多孔碳气凝胶增强聚二甲基硅氧烷纳米复合材料，具有可控和分级的开、半开、闭孔结构，用于多功能可穿戴加热和传感装置。本研究表明，气凝胶的微结构对纳米复合材料的性能，特别是其加热和传感性能起着至关重要的作用。作为热疗加热器，具有半开孔结构的纳米复合材料由于良好的导电网络和结构稳定性，在5   V下的平衡温度为138.9   ° C，具有最高的能量传递效率。与封闭细胞结构的纳米复合材料相比，开放和半开放细胞结构的纳米复合材料具有更高的灵敏度(规整因子δ369.03 )和更好的重复性，这得益于其结构的完整性。最后考察了具有半开放细胞结构的纳米复合材料对人体的实际应用潜力。实验结果表明，作为一种多功能可穿戴设备，其温度分布均匀，灵敏度可靠。因此，通过控制和优化碳气凝胶的微结构，可以开发出具有定制微结构的纳米复合材料，用于各种工程应用，包括新兴的多功能可穿戴设备。

提升生活质量的医疗器械经历了需求逐渐增加的过程。各种研究小组尝试将皮肤等软材料纳入可穿戴设备。通过在聚二甲基硅氧烷( PDMS )上形成多孔结构，开发了一种具有高弹性的可拉伸基底，并提出了一种利用不同黏度( 400、800、2100和3000 cP )的高压蒸汽对未固化PDMS溶液进行加工的工艺。所提出的方法简化了多孔结构的制造，与其他技术相比具有性价比。形成了各种粘度的多孔结构，并对其电学和力学性能进行了评价。与其他粘度形成的PDMS相比，多孔PDMS ( 3000cP )形成了类似海绵的三维多孔结构。通过最大应变测试，多孔PDMS ( 3000 cP )的延伸率提高了30 %，相对电阻变化小于1000倍。在30 %应变的1500次重复循环试验中，相对电阻使初始电阻( R0 )增加了约10倍。因此，基于软材料的贴片式可穿戴设备可以为机器人应用和连续健康监测提供与人体皮肤连接的创新平台。