ДАТЧИКИ ВИГИНУ НА ОСНОВІ БІОНАНОКОМПОЗИТІВ ІЗ НАНОЦЕЛЮЛОЗИ ТА ПОЛІВІНІЛОВОГО СПИРТУ ДЛЯ НОСИМОЇ ЕЛЕКТРОНІКИ

• Дата: 2024
• Автори: NAIDONOV, A., KOVAL, V., BARBASH, V., DUSHEIKO, M., YASCHENKO, O.
• Формат: Стаття
• Мова: English
• Опубліковано: PH “Akademperiodyka” 2024
• Теми: сенсор вигину; наноцелюлоза; ПВС; біонанокомпозит; біорозкладність; носимий сенсор
• Онлайн доступ: https://scinn-eng.org.ua/ojs/index.php/ni/article/view/697
• Назва журналу: Science and Innovation

Вступ. На сьогодні в датчиках вигину використовують штучні полімери, які забруднюють навколишнє середовище. Наноцелюлоза (НЦ) є біорозкладним і гнучким матеріалом, однак має низьку здатність до видовження, що обмежує її застосування для оцінки рухів людини. Одним із способів вирішення цієї проблеми є створення композитів на основі НЦ.Проблематика. Актуальним питанням є синтез сенсорів вигину на основі біорозкладного матеріалу (біонанокомпозиту із наноцелюлози та полівінілового спирту (ПВС)) для використання у сенсорах, що можуть бути застосовані для аналізу м’язової активності людини.Мета. Визначення впливу матеріалу підкладки сенсора на робочі параметри сенсорів вигину.Матеріали й методи. Застосовано методи синтезу: кислотний гідроліз органосольвентної целюлози для отримання НЦ, лиття з використанням вакууму для отримання нанокомпозитних плівок НЦ-ПВС і методу високочастотного магнетронного розпилення для виготовлення тензочутливих плівок. Методами дослідження були оптична спектрометрія, тестування на механічне видовження та розрив, тестування на біорозкладність у ґрунті, тензометрія.Результати. Синтезовано композити НЦ-ПВС та на їхній основі створено датчики вигину. Основні електричніпараметри одержаних сенсорів вигину: коефіцієнт тензочутливості досягав 7,52, реверсивність — 9—23 %, повзучість — 0,17—0,5%/хв. При цьому біорозкладність композиту становила 21—70% втрати маси за 4,5 місяців. Досліджено вплив матеріалу підкладки сенсорів на функціональні властивості цих датчиків. Встановлено, що додавання ПВС до НЦ покращило оптичні та механічні властивості композитів.Висновки. Оптимальним складом композиту можна вважати суміш НЦ-ПВС у співвідношенні 1 : 1. Розроблені датчики вигину можуть бути використані для моніторингу активності м’язів людини, що є перспективним для застосування у медицині, спорті, реабілітації.