پديد آورنده :
قضاوي، سعيد
عنوان :
ساخت و مشخصه يابي حسگرهاي كرنشي پايه پليمر سيليكوني تقويت شده با نانولوله هاي كربني
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
ساخت و توليد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
دوازده، 77ص. :مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
مهران مرادي، محمد دانش
استاد مشاور :
مهدي كاروان
توصيفگر ها :
حسگرهاي فوق كشسان , حسگرهاي پوشيدني , تشخيص حركت انسان
استاد داور :
عليرضا شهيدي، محسن محمدي
تاريخ ورود اطلاعات :
1398/06/11
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1398/06/11
چكيده فارسي :
چکیده با رشد چشمگیر فناورانه وسايل الکترونیک پوشیدنی نیاز به افزايش قابلیتهای باالی مکانیکی الکترونیکی برای کاربردهای جديد بیشتر شده است البته وسايل موجود دارای قابلیتهای محدود کشسانی انعطافپذيری سبکوزنی و قیمت باال هستند ولی توسعه مواد رسانايی که بتوانند کرنش يا فشار زيادی را با حفظ قابلیت کشسانی زياد و حساسیت بیشتر تحمل کنند وجود دارد در اين تحقیق ساخت حسگرهای کرنشسنج مقاومتی انجامشده است که خاصیتهای مختلفی از جمله انعطافپذيری و کششپذيری باال در اليههای آن بیش از 111 درصد نرمی زياد و قابلیت نصب روی پوست به کمک نفوذ اليهی نازک نانولولههای کربنی در شبکه الستیکی سیلیکون دارند به همین دلیل اليهی رسانای نانولولههای کربنی با استفاده از دو روش اسپری و فیلتراسیون روی يک اليهی پلیمری نرم انعطافپذير و فوقکشسان به نام اکوفلکس که از خانواده الستیک سیلیکونی است انتقال داده شد در اين تحقیق حساسیت حسگرهای کرنشی با تغییر غلظت نانو مواد در اليهی حسکننده تغییر هندسه حسگر و همچنین نرخ بارگذاری و باربرداری کنترل شد و نشان داده شد که حساسیت با عرض رابطهی مستقیم و با طول مقدار غلظت نانومواد همچنین نرخ بارگذاری رابطه عکس دارد در سطوح کرنشی متفاوت نمودارهای پیزومقاومتی به میزان زيادی خطی بودند و کمترين انحراف را از خود نشان دادند ولی تمام حسگرهای ساخته شده مقداری پسماند مقاومت نیز داشتند که کمترين آن 7 بود از نمودارهای پیزومقاومتی که کارآيی رسانايی حسگر را نشان میدهند میتوان حساسیت حسگرهای ساخته شده را بدست آورد با توجه به نیاز به حساسیت زياد و انعطافپذيری در حسگر پوشیدنی برای نشان دادن سیگنالهای فیزيولوژيکی انسان جهت بررسی سالمت شخصی در اين تحقیق از نانولوله های کربنی که قابلیت شبکه سازی دارند و برای افزايش قابلیت کشسانی از ترفند چروک استفاده شد پس از ساخت حسگرها مشخصهيابی شدند و بیشترين حساسیتی که به دست آمد در کرنشهای زير 11 مقدار 4 6 بود و بیشینه کرنشپذيری که نمودار پیزومقاومتی را از حالت خطی خارج نمیکرد مقدار 161 بود حسگرهای کرنشی يا فشاری پوشیدنی به دلیل قابلیت نصب مستقیم روی پوست يا لباس میتوانند برای تشخیص سیگنالهای فیزيولوژيکی و حرکتی انسان يا حیوان مورداستفاده قرار گیرند اين نوع حسگرها برخالف حسگرهای موجود که اصال با پوست انسان سازگاری ندارند و با اتصال آنها به بدن پوست اذيت میشود به دلیل نزديک بودن مدول يانگ آنها به مدول يانگ پوست بدن انسان میتوانند از مزاحمت برای پوست جلوگیری کنند کلمات کلیدی حسگرهای فوق کشسان حسگرهای پوشیدنی تشخیص حرکت انسان نانو لولههای کربنی
چكيده انگليسي :
78 Fabrication and Characterization of Carbon Nanotube CNT Reinforced Silicon Rubber Strain Sensors Saeed Qazavi Date of Submission 2019 07 03 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisors Mehran Moradi Mohammad DaneshAbstract With the dramatic technological growth of wearable electronics the demand for increasing the highmechanical electronic capabilities for new applications has increased Although the existing devices havelimited stretchability flexibility and compliance these capabilities are not enough and the development ofconductive materials with high elasticity and greater sensitivity to withstand high strain or pressure isrequired In this research some resistive strain gauges are developed with various properties such as flexibilityand stretchability in its layers more than of 100 These strain gauges have a high compliance and can beused on the skin due to penetrating the thin layer of carbon nanotubes in a silicon rubber network To do this the conductive layer of carbon nanotubes are transferred on compliance flexible super stretchable polymericlayer called the EcoFlex using two methods of spraying and filtration This polymer is a family of siliconrubber In this study the sensitivity of strain sensors is controlled by changing the concentration of nanomaterialsin the sensor layer and changing the sensor geometry Loading and unloading rates impress the sensitivity too It is shown that the relationship between sensitivity and width is direct and the relationships betweensensitivity and length concentration of nanomaterials as well as loading rate are reverse At different levelsof strain piezoresistivity diagrams are highly linear and show the least deviation however all of the sensorshave at least is 7 residual resistance The piezoresistivity diagrams show the efficiency of the sensorconductivity can be obtained by measuring resistance variations of the fabricated sensors versus strain Dueto the need for high sensitivity and flexibility in a wearable sensor to show human physiological signals forpersonalized health care this study focuses on carbon nanotubes that can make a network In addition awrinkle trick is used to increase stretchability The sensors are characterized after the fabrication and thehighest sensitivity of 4 6 is obtained in strains less than 10 The maximum strain is 160 in cases that thepiezoresistivity diagram is in linear state Due to the ability to install directly on the skin or clothes the fabricated sensors can be used as wearablestrainers or pressure sensors to detect physiological and motional signals of humans or animals Unlikeexisting sensors the developed sensors are compatible with the human skin and do not hurt it because of thecloseness of their Young s modulus to the skin Yang s modulus Keywords Super stretchable sensors Wearable sensors Human motion detection Carbon nanotubes
استاد راهنما :
مهران مرادي، محمد دانش
استاد مشاور :
مهدي كاروان
استاد داور :
عليرضا شهيدي، محسن محمدي
