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

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

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...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2024
Hauptverfasser: NAIDONOV, A., KOVAL, V., BARBASH, V., DUSHEIKO, M., YASCHENKO, O.
Format: Artikel
Sprache:English
Veröffentlicht: PH “Akademperiodyka” 2024
Schlagworte:
сенсор вигину
наноцелюлоза
ПВС
біонанокомпозит
біорозкладність
носимий сенсор
Online Zugang:https://scinn-eng.org.ua/ojs/index.php/ni/article/view/697
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Science and Innovation

Institution

Science and Innovation
id oai:ojs2.scinn-eng.org.ua:article-697
record_format ojs
institution Science and Innovation
baseUrl_str
datestamp_date 2024-09-07T07:27:52Z
collection OJS
language English
topic сенсор вигину
наноцелюлоза
ПВС
біонанокомпозит
біорозкладність
носимий сенсор
spellingShingle сенсор вигину
наноцелюлоза
ПВС
біонанокомпозит
біорозкладність
носимий сенсор
NAIDONOV, A.
KOVAL, V.
BARBASH, V.
DUSHEIKO, M.
YASCHENKO, O.
ДАТЧИКИ ВИГИНУ НА ОСНОВІ БІОНАНОКОМПОЗИТІВ ІЗ НАНОЦЕЛЮЛОЗИ ТА ПОЛІВІНІЛОВОГО СПИРТУ ДЛЯ НОСИМОЇ ЕЛЕКТРОНІКИ
topic_facet bend sensor
nanocellulose
PVA
bionanocomposite
biodegradability
wearable sensor
сенсор вигину
наноцелюлоза
ПВС
біонанокомпозит
біорозкладність
носимий сенсор
format Article
author NAIDONOV, A.
KOVAL, V.
BARBASH, V.
DUSHEIKO, M.
YASCHENKO, O.
author_facet NAIDONOV, A.
KOVAL, V.
BARBASH, V.
DUSHEIKO, M.
YASCHENKO, O.
author_sort NAIDONOV, A.
title ДАТЧИКИ ВИГИНУ НА ОСНОВІ БІОНАНОКОМПОЗИТІВ ІЗ НАНОЦЕЛЮЛОЗИ ТА ПОЛІВІНІЛОВОГО СПИРТУ ДЛЯ НОСИМОЇ ЕЛЕКТРОНІКИ
title_short ДАТЧИКИ ВИГИНУ НА ОСНОВІ БІОНАНОКОМПОЗИТІВ ІЗ НАНОЦЕЛЮЛОЗИ ТА ПОЛІВІНІЛОВОГО СПИРТУ ДЛЯ НОСИМОЇ ЕЛЕКТРОНІКИ
title_full ДАТЧИКИ ВИГИНУ НА ОСНОВІ БІОНАНОКОМПОЗИТІВ ІЗ НАНОЦЕЛЮЛОЗИ ТА ПОЛІВІНІЛОВОГО СПИРТУ ДЛЯ НОСИМОЇ ЕЛЕКТРОНІКИ
title_fullStr ДАТЧИКИ ВИГИНУ НА ОСНОВІ БІОНАНОКОМПОЗИТІВ ІЗ НАНОЦЕЛЮЛОЗИ ТА ПОЛІВІНІЛОВОГО СПИРТУ ДЛЯ НОСИМОЇ ЕЛЕКТРОНІКИ
title_full_unstemmed ДАТЧИКИ ВИГИНУ НА ОСНОВІ БІОНАНОКОМПОЗИТІВ ІЗ НАНОЦЕЛЮЛОЗИ ТА ПОЛІВІНІЛОВОГО СПИРТУ ДЛЯ НОСИМОЇ ЕЛЕКТРОНІКИ
title_sort датчики вигину на основі біонанокомпозитів із наноцелюлози та полівінілового спирту для носимої електроніки
title_alt Bend Sensors Based on Nanocellulose and Polyvinyl Alcohol Bionanocomposites for Wearable Electronics
description 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.
publisher PH “Akademperiodyka”
publishDate 2024
url https://scinn-eng.org.ua/ojs/index.php/ni/article/view/697
work_keys_str_mv AT naidonova datčikiviginunaosnovíbíonanokompozitívíznanocelûlozitapolívínílovogospirtudlânosimoíelektroníki
AT kovalv datčikiviginunaosnovíbíonanokompozitívíznanocelûlozitapolívínílovogospirtudlânosimoíelektroníki
AT barbashv datčikiviginunaosnovíbíonanokompozitívíznanocelûlozitapolívínílovogospirtudlânosimoíelektroníki
AT dusheikom datčikiviginunaosnovíbíonanokompozitívíznanocelûlozitapolívínílovogospirtudlânosimoíelektroníki
AT yaschenkoo datčikiviginunaosnovíbíonanokompozitívíznanocelûlozitapolívínílovogospirtudlânosimoíelektroníki
AT naidonova bendsensorsbasedonnanocelluloseandpolyvinylalcoholbionanocompositesforwearableelectronics
AT kovalv bendsensorsbasedonnanocelluloseandpolyvinylalcoholbionanocompositesforwearableelectronics
AT barbashv bendsensorsbasedonnanocelluloseandpolyvinylalcoholbionanocompositesforwearableelectronics
AT dusheikom bendsensorsbasedonnanocelluloseandpolyvinylalcoholbionanocompositesforwearableelectronics
AT yaschenkoo bendsensorsbasedonnanocelluloseandpolyvinylalcoholbionanocompositesforwearableelectronics
first_indexed 2025-09-24T17:19:10Z
last_indexed 2025-09-24T17:19:10Z
_version_ 1850411196873703424
spelling oai:ojs2.scinn-eng.org.ua:article-6972024-09-07T07:27:52Z ДАТЧИКИ ВИГИНУ НА ОСНОВІ БІОНАНОКОМПОЗИТІВ ІЗ НАНОЦЕЛЮЛОЗИ ТА ПОЛІВІНІЛОВОГО СПИРТУ ДЛЯ НОСИМОЇ ЕЛЕКТРОНІКИ Bend Sensors Based on Nanocellulose and Polyvinyl Alcohol Bionanocomposites for Wearable Electronics NAIDONOV, A. KOVAL, V. BARBASH, V. DUSHEIKO, M. YASCHENKO, O. bend sensor nanocellulose PVA bionanocomposite biodegradability wearable sensor сенсор вигину наноцелюлоза ПВС біонанокомпозит біорозкладність носимий сенсор 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. Introduction. Currently, artificial polymers that pollute the environment are used in bend sensors. Nanocellulose (NC) is a biodegradable and flexible material, but it has a low elongation ability, which limits its use for human motion detection. Creating NC-based composites is a way to solve this problem.Problem Statement. Synthesizing bend sensors based on biodegradable material (bionanocomposite of nanocellulose (NC) and polyvinyl alcohol (PVA)) to be used in sensors for analyzing human muscle activity is an urgent problem.Purpose. To determine the effect of the sensor substrate material on the operating parameters of bend sensors.Materials and Methods. The synthesis methods have been as follows: acid hydrolysis of organosolvent cellulose to obtain NC, vacuum casting to obtain NC-PVC nanocomposite films, and high-frequency magnetron sputtering to produce strain-sensitive films. The following research methods have been employed: optical spectrometry, mechanical elongation and tensile testing, souil burial degradation test, and strain measurement.Results. NC-PVC composites have been synthesized and bend sensors have been created on their basis. The main electrical parameters of the obtained bend sensors are as follows: the strain sensitivity coefficient is 7.52, the reversibility ranges within 9—23%, the time drift varies within 0.17–0.5%/min. The biodegradability of the composite is 21—70% mass loss in 4.5 months. The effect of the sensor substrate material on the functional properties of these sensors has been investigated. It has been found that the addition of PVA to NC improves the optical and mechanical properties of the composites.Conclusions. The optimal composition of the composite can be considered a mix of NC-PVC in a ratio of 1 : 1. The developed bend sensors can be used to monitor human muscle activity for medicine, sports, and rehabilitation PH “Akademperiodyka” 2024-09-02 Article Article Рецензована стаття Peer-reviewed article application/pdf https://scinn-eng.org.ua/ojs/index.php/ni/article/view/697 10.15407/scine20.05.071 Science and Innovation; Том 20 № 5 (2024): Science and Innovation; 71-82 Science and Innovation; Vol. 20 No. 5 (2024): Science and Innovation; 71-82 2413-4996 2409-9066 10.15407/scine20.05 en https://scinn-eng.org.ua/ojs/index.php/ni/article/view/697/231 Copyright (c) 2024 Copyright Notice Authors published in the journal “Science and Innovation” agree to the following conditions: Authors retain copyright and grant the journal the right of first publication. Authors may enter into separate, additional contractual agreements for non-exclusive distribution of the version of their work (article) published in the journal “Science and Innovation” (for example, place it in an institutional repository or publish in their book), while confirming its initial publication in the journal “Science and innovation.” Authors are allowed to place their work on the Internet (for example, in institutional repositories or on their website). https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Ähnliche Einträge