2023 लेखक: Bryan Walter | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-05-21 22:25
चीनी और अमेरिकी वैज्ञानिकों ने पतली चांदी के इलेक्ट्रोड को सीधे कमरे के तापमान पर त्वचा पर लगाने और सिंटर करने की एक विधि विकसित की है। वे इसे एक सहायक परत के लिए धन्यवाद प्राप्त करने में कामयाब रहे जो अनाज-सीमा प्रसार को बढ़ाता है और इस तरह चांदी के नैनोकणों के सिंटरिंग तापमान को कम करता है। एसीएस एप्लाइड मैटेरियल्स एंड इंटरफेसेस में लेख के लेखकों का कहना है कि इलेक्ट्रोड लगाने के बाद, आप उनसे रीडआउट इलेक्ट्रॉनिक्स कनेक्ट कर सकते हैं और उन्हें पहनने योग्य डिवाइस के रूप में उपयोग कर सकते हैं।
कई वर्षों से, वैज्ञानिक और शोधकर्ता इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के साथ प्रयोग कर रहे हैं, एक तरह से या किसी अन्य को सीधे मानव त्वचा पर लागू किया जाता है। यह त्वचा पर प्रवाहकीय (और अक्सर सुंदर) पैटर्न बनाने की अनुमति देता है, जिसका उपयोग सिग्नल ट्रांसमिशन या टच पैनल के रूप में किया जाता है। इस तरह का पहला काम त्वचा से चिपके हुए सबस्ट्रेट्स पर आधारित था, और हाल ही में, 3D प्रिंटर का उपयोग करके प्रत्यक्ष अनुप्रयोग का तेजी से उपयोग किया जा रहा है। प्रारंभ में, इस पद्धति के साथ मुख्य समस्या यह थी कि किसी व्यक्ति के लिए अपने हाथ या शरीर के अन्य भाग को कई मिनटों तक बिल्कुल गतिहीन रखना मुश्किल होता है, और यदि हाथ चलता है, तो वास्तविक मुद्रित पैटर्न नियोजित से भिन्न होता है। हाल के काम में, इस समस्या को पहले से ही हाथ की गतिविधियों के लिए ट्रैकिंग और क्षतिपूर्ति करके और यहां तक कि प्रिंटर को सीधे हाथ से जोड़कर हल किया जा चुका है।
लेकिन मुद्रण सामग्री के साथ समस्या अभी तक हल नहीं हुई है: वर्तमान विकास चिपचिपा विद्युत प्रवाहकीय पेस्ट और हाइड्रोजेल का उपयोग करते हैं जो धोने या यांत्रिक तनाव के प्रतिरोधी नहीं हैं, और उच्च तापमान के कारण हाथ पर धातु के कणों को सिंटरिंग अस्वीकार्य है। हार्बिन पॉलिटेक्निक इंस्टीट्यूट और पेंसिल्वेनिया स्टेट यूनिवर्सिटी के हुआन्यू चेंग के नेतृत्व में वैज्ञानिकों ने चमड़े के लिए चांदी के प्रवाहकीय पथों को लागू करने के लिए एक नई विधि विकसित की है, इसके बाद कमरे के तापमान पर सिंटरिंग किया जाता है, जो संभावित रूप से 3 डी प्रिंटिंग के लिए लागू होता है।
विधि आरेख
विधि दो चरणों में सामग्री के प्रत्यक्ष अनुप्रयोग का उपयोग करती है। सबसे पहले, पॉलीविनाइल अल्कोहल और कैल्शियम कार्बोनेट के मिश्रण की एक सहायक परत को मुद्रण के लिए त्वचा के पूरे क्षेत्र में लागू किया जाना चाहिए। फिर, किसी दिए गए पैटर्न के साथ एक स्टैम्प का उपयोग करके (प्रत्येक पैटर्न के लिए एक अलग स्टैम्प की आवश्यकता होती है), सहायक परत पर 50 नैनोमीटर के व्यास के साथ चांदी के नैनोकणों को लागू करना आवश्यक है (लेखकों ने अन्य व्यास और सामग्रियों के साथ भी प्रयोग किया)। नतीजतन, पॉलीविनाइल अल्कोहल और कैल्शियम कार्बोनेट की लगभग माइक्रोमीटर परत और लगभग आधा माइक्रोमीटर मोटी चांदी की एक अखंड परत के साथ हाथ पर एक दो-परत संरचना बनती है।
कागज पर लागू सहायक और मुख्य परतों का एक कट
यदि सहायक परत में केवल पॉलीविनाइल अल्कोहल होता है, तो sintering 300 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर होता है और इसमें लगभग एक घंटा लगता है। हालांकि, यदि आप cationic समूहों के साथ पदार्थ जोड़ते हैं, तो तापमान में काफी कमी आ सकती है। वैज्ञानिकों का मानना है कि कमी तंत्र इस तथ्य के कारण है कि विलायक में चांदी के नैनोकणों का नकारात्मक चार्ज होता है, और पॉलीविनाइल अल्कोहल और कुछ पदार्थों के मिश्रण में बने धनायनित समूह (शोधकर्ताओं ने दिखाया है कि विभिन्न तीव्रता के साथ यह प्रभाव न केवल प्रकट होता है कैल्शियम कार्बोनेट के अलावा, लेकिन कई ऑक्साइड और बेरियम टाइटेनेट के लिए भी, लेकिन कार्बोनेट के लिए यह अधिकतम था) इसके लिए क्षतिपूर्ति करें और अनाज-सीमा प्रसार गुणांक में वृद्धि करें। यह, बदले में, दो पड़ोसी नैनोकणों के संपर्क में "गर्दन" के गठन और वृद्धि को निर्धारित करता है। वैज्ञानिकों ने सहायक परत में मुक्त मूलक अवरोधक एल-एस्कॉर्बिक एसिड (विटामिन सी) जोड़कर धनायनित कणों की भूमिका की पुष्टि की है और दिखाया है कि समान परिस्थितियों में सिंटरिंग नहीं होता है।
सामग्री को लागू करने के बाद, पैटर्न को हेअर ड्रायर के साथ 30 सेकंड के लिए सुखाने की सलाह दी जाती है, और आप इसे गर्म पानी (60 डिग्री सेल्सियस और ऊपर से) से धोकर हटा सकते हैं। अध्ययन के लेखकों ने विधि के कई अनुप्रयोगों को दिखाया, एक तापमान संवेदक का निर्माण किया जो चांदी के प्रवाहकीय पथों की चालकता और एक आर्द्रता संवेदक को बदलकर काम करता है। उन्होंने कलाई पर दो एलईडी और सिल्वर इलेक्ट्रोड से जुड़े एक फोटोडायोड के साथ एक पल्स ऑक्सीमेट्री सेंसर भी बनाया।
हाल ही में, चीनी वैज्ञानिकों ने एक बायोप्रिंटर-एंडोस्कोप बनाया है, जो जब मुड़ा हुआ होता है, तो पेट में घुसने में सक्षम होता है, अंग की दीवारों पर जीवित कोशिकाओं के साथ हाइड्रोजेल के "पैच" को प्रकट करता है और प्रिंट करता है।
