توصيفگر ها :
منسوجات رسانا , حسگر كرنش , حلقوي تاري , نانولولههاي كربني , مكسين
چكيده فارسي :
رشد فزاينده نيازها در حوزه سلامت شخصيسازيشده، محرك اصلي توسعه فناوريهاي نوين حسگرهاي پوشيدني است؛ فناوريهايي كه با توانايي كمنظير اندازهگيري درجا، بلادرنگ و پيوسته، امكان پايش دقيق عملكردهاي حياتي و اطلاعات سلامت افراد را فراهم ميسازند. يكپارچهسازي حسگرهاي پوشيدني با لوازم روزمره و تجهيزات حفاظت فردي نقش بهسزايي در تسهيل فرآيند پايش و تحليل پارامترهاي فيزيولوژيكي ايفا كرده و اين حوزه را به يكي از جريانهاي پيشرو در پژوهشها تبديل نموده است. از اين رو، اين پژوهش با هدف بررسي اثر ساختار پارچههاي حلقوي تاري بر عملكرد حسگرهاي كرنشي مقاومتي مبتني بر پارچههاي پلياستري پوششدادهشده با نانولولههاي كربني چند جداره (MWCNTs) و نانوصفحات مكسين (MXene) انجام شد. به منظور پوششدهي نانولولههاي كربني و نانوصفحات مكسين به ترتيب با استفاده از روشهاي پوششدهي غوطهوري و قطرهاي نتيجهي مطلوب حاصلگرديد. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، طيف سنجي پراش انرژي پرتو ايكس (EDX) و آناليز پراش اشعه ايكس (XRD) تاييدكردندكه نانومواد رساناي مذكور با موفقيت بر روي سطح پارچه پلياستر پوشش داده شدند، در حاليكه ساختار اصلي حلقوي و منافذ پارچه حفظ شده است. بررسي مقاومت سطحي نمونههاي توليدي نشان داد كه با افزايش تعداد سيكلهاي پوششدهي و همچنين افزودن مكسين، مقادير مقاومت سطحي نمونهها به طور قابل توجهي كاهش يافته و پوششدهي يكنواختتري صورت ميگيرد. همچنين، ساختار حلقوي تاري به دليل خاصيت ارتجاعي طبيعي خود، قابليت لغزندگي و جابهجايي اجزاي نخ در حلقه را فراهم ميكند كه در نهايت منجر به تغيير مقاومت در جهت طولي و عرضي ميشود. در بين ساختارهاي مختلف، نتايج نشان داد كه نمونه با تراكم كمتر، ضريب حساسيت بالاتري نشان ميدهد به طوريكه بالاترين ضريب حساسيت در اين نمونهها حدود 9- به دست آمد. در مجموع، اين پژوهش يك روش ساده و كم هزينه براي توليد حسگرهاي كرنشي پوشيدني با استفاده از پارچههاي كشسان ارائه ميدهد و نتايج تاييد ميكنند كه عملكرد حسگر به صورت مستقيم با مشخصات هندسي و ساختاري پارچه مرتبط است. اين حسگرها پتانسيل بالايي براي كاربرد در دستگاههاي الكترونيكي پوشيدني هوشمند براي تشخيص حركات مختلف بدن انسان را دارا ميباشند.
چكيده انگليسي :
The growing demand for personalized healthcare has become a major driving force behind the development of advanced wearable sensing technologies. These technologies, with their exceptional ability to perform in situ, real-time, and continuous measurements, enable precise monitoring of vital functions and individual health parameters. The integration of wearable sensors into everyday items and personal protective equipment has significantly facilitated the monitoring and analysis of physiological signals, making this field one of the leading trends in modern research. Accordingly, the present study investigates the effect of warp-knitted fabric structures on the performance of resistive strain sensors based on polyester fabrics coated with multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) and MXene nanosheets. To apply the conductive nanomaterials, the dipping and drop-casting methods were employed for MWCNTs and MXene, respectively, resulting in successful deposition. Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDX), and X-ray Diffraction (XRD) analyses confirmed that the conductive nanomaterials were effectively coated on the polyester fabric surface while preserving the original looped structure and fabric porosity. Surface resistance measurements of the fabricated samples showed that increasing the number of coating cycles, as well as incorporating MXene, significantly reduced the surface resistance values and led to a more uniform coating. In addition, the intrinsic elasticity of the warp-knitted structure facilitates yarn slippage and rearrangement within the loops, which ultimately results in resistance variation in both the longitudinal and transverse directions. Among the evaluated structures, the sample with lower loop density exhibited a higher gauge factor, with the maximum gauge factor reaching approximately −9. Overall, this study introduces a simple and cost-effective method for producing wearable resistive strain sensors using stretchable fabrics. The results confirm that the sensing performance is directly correlated with the geometric and structural characteristics of the fabric. These textile-based sensors demonstrate strong potential for application in smart wearable electronic devices designed to detect various human body movements.