Перейти до вмісту
Мікросистеми, Електроніка та Акустика
ISSN 2523-4447 · e‑ISSN 2523-4455 Відкритий доступ · CC BY-SA 4.0
Т. 27 · № 3 · 2022 гру 26, 2022 Мікросистеми та фізична електроніка

Одноразові носимі сенсори на основі наноцелюлози для біомедичних застосувань

АН
Арсеній Олександрович Найдьонов Відповідальний Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» Україна
МД
Михайло Григорович Душейко Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» Україна
ВК
Вікторія Михайлівна Коваль Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» Україна
ВБ
Валерій Анатолійович Барбаш Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» Україна
Сторінки264043-1-264043-8 Опублікованогру 26, 2022
PDF
ТОМ 27 · № 3 · 2022 Переглянути випуск

Анотація

В роботі синтезовано і досліджено одноразові носимі сенсори вигину на основі плівок наноцелюлози із стебел міскантусу для моніторингу рухової та м’язової активності людини. Встановлено, що такі сенсори можна використовувати для тестування руху пальця і біцепсу руки протягом принаймні 10-30, а для руху ліктя – протягом 3 повних циклів згину-розгину. Відносна зміна опору сенсора в середньому становила 3%, а час відгуку 0,2-0,3 с. Продемонстровано біорозкладні властивості сенсорів вигину на основі наноцелюлози і встановлено, що втрата маси зразків сенсорів після поміщення їх в грунт на 9 тижнів становила 50%. Таким чином, запропонована технологія виготовлення сенсорів дає змогу отримувати дешеві, легкі, гнучкі одноразові носимі сенсори, що не потребують подальшої утилізація після завершення їх експлуатації.

Ключові слова

#одноразові сенсори #наноцелюлоза #сенсори вигину #біорозкладність

Посилання

  1. J. Tang, Y. Wu, S. Ma, T. Yan, and Z. Pan, “Flexible strain sensor based on CNT/TPU composite nanofiber yarn for smart sports bandage,” Compos. Part B Eng., vol. 232, p. 109605, Mar. 2022. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2021.109605
  2. B. Shubankar, M. Chowdhary, and M. Priyaadharshini, “IoT Device for Disabled People,” Procedia Comput. Sci., vol. 165, pp. 189–195, Jan. 2019. DOI: https://doi.org/10.1016/j.procs.2020.01.092
  3. Alexander E. Hramov, Vladimir A. Maksimenko, Alexander N. Pisarchik, Physical principles of brain–computer interfaces and their applications for rehabilitation, robotics and control of human brain states, Physics Reports, Volume 918, 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.physrep.2021.03.002
  4. Xiao ZG, Menon C. A Review of Force Myography Research and Development. Sensors (Basel). 2019 Oct 20;19(20):4557. DOI: 10.3390/S19204557
  5. L. Han et al., “Polydopamine/polystyrene nanocomposite double-layer strain sensor hydrogel with mechanical, self-healing, adhesive and conductive properties,” Mater. Sci. Eng. C, vol. 109, p. 110567, Apr. 2020, DOI: https://doi.org/10.1016/j.msec.2019.110567
  6. “Swine flu pandemic killed 15 times more than thought,” New Sci., vol. 214, no. 2871, p. 4, Jun. 2012, DOI: https://doi.org/10.1016/S0262-4079(12)61647-9
  7. D. MacKenzie, “Evolving H7N9 bird flu could close poultry markets,” New Sci., vol. 218, no. 2919, p. 10, Jun. 2013, DOI: https://doi.org/10.1016/S0262-4079(13)61344-5
  8. L. Townsend et al., “Severe COVID-19 is characterised by inflammation and immature myeloid cells early in disease pro-gression,” Heliyon, vol. 8, no. 4, p. e09230, Apr. 2022, DOI: https://doi.org/10.1016/J.HELIYON.2022.E09230
  9. V. A. Barbash, O. V. Yashchenko, A. S. Gondovska, and I. M. Deykun, “Preparation and characterization of nanocellulose obtained by TEMPO-mediated oxidation of organosolv pulp from reed stalks,” Appl. Nanosci., vol. 12, no. 4, pp. 835–848, 2022. DOI: https://doi.org/10.1007/s13204-021-01749-z
  10. Barbash, V. and Yashchenko, O. (2020). Preparation, Properties and Use of Nanocellulose from Non-Wood Plant Materials/ Chapter in the book "Novel Nanomaterials" edited by Dr. Karthikeyan Krishnamoorthy, IntechOpen, pp. 1-23, 2020. DOI: https://doi.org/10.5772/intechopen.94272
  11. D. Klemm et al., “Nanocelluloses: A new family of nature-based materials,” Angew. Chemie - Int. Ed., vol. 50, no. 24, pp. 5438–5466, 2011. DOI: https://doi.org/10.1002/anie.201001273
  12. X. Xu, F. Liu, L. Jiang, J. Y. Zhu, D. Haagenson, and D. P. Wiesenborn, “Cellulose nanocrystals vs. Cellulose nanofibrils: A comparative study on their microstructures and effects as polymer reinforcing agents,” ACS Appl. Mater. Interfaces, vol. 5, no. 8, pp. 2999–3009, 2013. DOI: https://doi.org/10.1021/am302624t
  13. X. Zhou, B. Li, Y. Xu, H. Essawy, Z. Wu, and G. Du, “Tannin-furanic resin foam reinforced with cellulose nanofibers (CNF),” Ind. Crops Prod., vol. 134, pp. 107–112, Aug. 2019. DOI: https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2019.03.052
  14. A. Horta-Velázquez and E. Morales-Narváez, “Nanocellulose in wearable sensors,” Green Anal. Chem., vol. 1, p. 100009, Apr. 2022. DOI: https://doi.org/10.1016/j.greeac.2022.100009
  15. J. Han et al., “Nanocellulose-templated assembly of polyaniline in natural rubber-based hybrid elastomers toward flexible electronic conductors,” Ind. Crops Prod., vol. 128, pp. 94–107, Feb. 2019. DOI: https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2018.11.004
  16. G. Gusev, I. Glot, V. Epin, R. Tsvetkov, I. Shardakov, and A. Shestakov, “Experience of using tensoresistive strain gauges in corrosive environments,” Procedia Struct. Integr., vol. 32, no. C, pp. 49–55, Jan. 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.prostr.2021.09.008
  17. K. Qi et al., “Highly sensitive strain sensor based on a sealed optical microfiber coupler,” Opt. Fiber Technol., vol. 59, p. 102313, Oct. 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.yofte.2020.102313
  18. A. Qiu et al., “Highly sensitive and flexible capacitive elastomeric sensors for compressive strain measurements,” Mater. Today Commun., vol. 26, p. 102023, Mar. 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2021.102023
  19. Z. Zhang, S. Lu, R. Cai, and W. Tan, “Rapid water-responsive shape memory films for smart resistive bending sensors,” Nano Today, vol. 38, p. 101202, Jun. 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.nantod.2021.101202
  20. N. P. Klochko et al., “Use of biomass for a development of nanocellulose-based biodegradable flexible thin film thermoe-lectric material,” Sol. Energy, vol. 201, no. January, pp. 21–27, 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.solener.2020.02.091
  21. A. Horta-Velázquez and E. Morales-Narváez, “Nanocellulose in wearable sensors,” Green Anal. Chem., vol. 1, p. 100009, Apr. 2022. DOI: https;//doi.org/10.1016/j.greeac.2022.100009
  22. Viktoriia Koval, Valerii Barbash, Mykhailo Dusheyko, Vladyslav Lapshuda, Olga Yashchenko, Arsenii Naidonov. Nickel-based Piezoresistive Sensors Obtained on Flexible Nanocellulose Substrate // IEEE International Conference on "Nanomaterials: Applications & Properties" (NAP-2021). Conference Proceedings, 5-11 September, 2021. – Odesa, Ukraine. – pр. 1-5. DOI: https://doi.org/10.1109/NAP51885.2021.9568610
§ 06 — Пов'язані

Схожі статті в цьому журналі

Пов'язані рецензовані дослідження, опубліковані в цьому журналі.
Усі випуски

Механічно перелаштовувана антена з іонно-полімерним металевим композитом

Artem Serhiyovych Chernov, Oleksii O. Malyshok, Victor Anatoliiovych Kazmirenko, Irina Petrivna Holubeva, Yuriy Vasylovych Prokopenko, Guy A. E. Vandenbosch

Розглядається актуальна задача створення антен для сучасних бездротових систем, здатних до роботи у різних частотних діапазонах. Зазвичай для перелаштування частоти…

#структура з відхиленням електрода #фільтена #перелаштування частоти #актюатор ІМПК
с. 343504.1-343504.6
10.20535/2523-4455.mea.343504

Модель генератора Маркса для генерації коронного розряду у повітрі

Andrii Viktorovych Melnyk, Oleh Mykolaiovych Bevza, Anatolii Ivanovych Kuzmichiev

У статті розглянуто роботу генератора Маркса з навантаженням у вигляді від'ємного коронного розряду в повітрі за атмосферного тиску та побудовано його електричну модель.…

#коронний розряд #генератор Маркса #висока напруга #іонізація
с. 324599.1-324599.8
10.20535/2523-4455.mea.324599

Взаємодія срібних наночастинок з підкладкою в умовах плазмонного резонансу

Yurii I. Mysiuk, Yurii B. Smachylo, Oleksandr V. Ilin, Tetiana Oleksandrivna Bulavinets, Iryna Y. Yaremchuk

Взаємодія між наночастинками металів і підкладками в умовах плазмонного резонансу відіграє вирішальну роль у різних оптичних застосуваннях. У цій роботі ми досліджуємо…

#наночастинки срібла #переріз екстинкції #підкладка #локалізований поверхневий плазмонний резонанс
с. 303929.1-303929.6
10.20535/2523-4455.mea.303929

Статті цього автора (цих авторів), які найбільше читають

Схожі статті

Ви також можете розпочати розширений пошук схожих статей для цієї статті.