پہننے کے قابل الیکٹرانکس کے لیے سٹرین سینسر بڑی سینسنگ رینج کے ساتھ اعلیٰ حساسیت کو جوڑتا ہے

نرم اور اسٹریچ ایبل اسٹریچ سینسرز پہننے کے قابل الیکٹرانکس جیسے موشن ٹریکنگ ڈیوائسز اور فزیولوجیکل مانیٹرنگ سسٹمز میں استعمال کے لیے انمول ہیں۔ تاہم، فی الحال، حساسیت اور سینسنگ رینج کے درمیان تجارت ایک بڑا چیلنج ہے۔ تناؤ کے سینسرز جو چھوٹی خرابیوں کا پتہ لگانے کی صلاحیت رکھتے ہیں انہیں زیادہ دور تک نہیں پھیلایا جا سکتا، جبکہ وہ جو زیادہ لمبائی تک پھیلے جا سکتے ہیں عام طور پر زیادہ حساس نہیں ہوتے ہیں۔

انسانی فزیالوجی اور حرکت کی نگرانی کرتے وقت، جلد کا تناؤ 1% سے کم سے 50% تک ہوتا ہے۔ اس طرح، الگ الگ سینسر عام طور پر ٹھیک ٹھیک تناؤ (جیسے خون کی نبض اور سانس سے وابستہ) اور بڑے تناؤ (جیسے جسم کے اعضاء کا موڑنے) کا پتہ لگانے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ لیکن بعض بیماریوں کی نگرانی کے لیے، ایک آلہ کا استعمال افضل ہوگا۔ پارکنسنز کی بیماری میں، مثال کے طور پر، سینسرز کو چھوٹے جھٹکے کی نگرانی کرنے کے لیے کافی حساس ہونا چاہیے جبکہ جوڑوں کی نقل و حرکت کی پیمائش کرنے کے لیے کافی حد تک وسیع رینج کو برقرار رکھا جائے۔

واقعی جس چیز کی ضرورت ہے وہ ایک واحد سینسر ہے جو جسم کے مختلف حصوں سے منسلک ہو سکتا ہے اور انسانی جلد پر موجود تناؤ کی پوری حد کو درست طریقے سے ناپ سکتا ہے۔ اس مقصد کو ذہن میں رکھتے ہوئے، ایک ٹیم شمالی کیرولینا اسٹیٹ یونیورسٹی نے ایک نرم اسٹریچ ایبل ریسسٹیو سٹرین سینسر تیار کیا ہے جو اعلیٰ حساسیت، بڑی سینسنگ رینج اور اعلیٰ مضبوطی پیش کرتا ہے۔

"ہم نے جو نیا سینسر تیار کیا ہے وہ حساس اور اہم اخترتی کو برداشت کرنے کی صلاحیت رکھتا ہے،" متعلقہ مصنف کی وضاحت کرتا ہے۔ یونگ ژو ایک پریس بیان میں. "ایک اضافی خصوصیت یہ ہے کہ سینسر بہت زیادہ مضبوط ہوتا ہے یہاں تک کہ جب زیادہ دباؤ ہو، مطلب یہ کہ جب لاگو تناؤ غلطی سے سینسنگ کی حد سے تجاوز کر جائے تو اس کے ٹوٹنے کا امکان نہیں ہوتا ہے۔"

سینسر، میں بیان کیا گیا ہے۔ ACS اطلاق شدہ مواد اور انٹرفیسس, برقی مزاحمت میں تبدیلیوں کی پیمائش کرکے تناؤ کی پیمائش کرتا ہے۔ یہ آلہ ایک سلور نانوائر نیٹ ورک سے بنایا گیا ہے جو لچکدار پولیمر پولی (ڈائمتھائلسلوکسین) میں سرایت کرتا ہے، جس کی اوپری سطح میں مکینیکل کٹس کی ایک سیریز ہوتی ہے، دونوں طرف سے باری باری ہوتی ہے۔

جب سینسر کو کھینچا جاتا ہے، تو کٹ کھل جاتی ہے۔ یہ برقی سگنل کو بند شگافوں کے پار یکساں کرنٹ بہاؤ سے کھلی شگافوں سے متعین زگ زیگ کنڈکٹنگ راستے کے ساتھ مزید سفر کرنے پر مجبور کرتا ہے۔ اس طرح استعمال شدہ تناؤ کے تحت مزاحمت بڑھ جاتی ہے۔ کٹوں کا کھلنا بھی آلہ کو اپنے بریکنگ پوائنٹ تک پہنچے بغیر کافی خرابی کا مقابلہ کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ "یہ خصوصیت - نمونہ دار کٹس - وہ ہے جو حساسیت کی قربانی کے بغیر اخترتی کی ایک بڑی حد کو قابل بناتا ہے،" پہلے مصنف کہتے ہیں شوانگ وو.

ٹیم نے سینسر کی کارکردگی پر سلٹ گہرائی، لمبائی اور پچ کے اثرات کا اندازہ لگانے کے لیے تجربات اور محدود عنصر کا تجزیہ کیا۔ آپٹمائزڈ ڈیوائس نے 290.1% سے زیادہ کی سینسنگ رینج کے ساتھ 22 ​​کے ایک بڑے گیج فیکٹر (مکینیکل تناؤ میں برقی مزاحمت میں رشتہ دار تبدیلی کا تناسب) ظاہر کیا۔ یہ زیادہ دباؤ اور 1000 بار بار لوڈنگ سائیکلوں کے لیے بھی مضبوط تھا۔

تعمیراتی آلات

اپنے نئے سٹرین سینسر کی کچھ ممکنہ ایپلی کیشنز کو ظاہر کرنے کے لیے، Zhu، Wu اور ساتھیوں نے اسے پہننے کے قابل صحت کی نگرانی کے نظام میں ضم کیا جو حرکت کی مختلف سطحوں کی پیمائش کرتے ہیں۔

سب سے پہلے، انہوں نے بلڈ پریشر کی نگرانی کے لیے سینسر کا استعمال کیا، جس کے لیے انتہائی حساسیت کی ضرورت ہوتی ہے۔ سینسر کو محفوظ بنانے کے لیے ربڑ بینڈ کا استعمال کرتے ہوئے، انہوں نے نبض کی لہر کا پتہ لگانے کے لیے اسے رضاکار کی کلائی پر رکھا - انسانی جلد پر سب سے چھوٹے تناؤ کے سگنلز میں سے ایک۔

جب خون رگ کے ذریعے پمپ کرتا ہے، سینسر کے سرے بینڈ کے ذریعہ اپنی جگہ پر قائم رہتے ہیں جب کہ مرکز کو پھیلایا جاتا ہے، اس کی اوپری سطح پر دراڑیں کھولتی ہیں۔

محققین نے ظاہر کیا کہ یہ سیٹ اپ کلائی پر ریڈیل شریان سے نبض کی لہر کو پکڑ سکتا ہے۔ بازو کے اوپر بریشیل شریان پر ایک اور سٹرین سینسر رکھ کر اور ایک ساتھ پلس کی دوسری لہر کو ریکارڈ کر کے، وہ اوسطاً نبض کی لہر کی رفتار کی پیمائش کر سکتے ہیں، جس سے بلڈ پریشر کا حساب لگایا جا سکتا ہے۔

اگلی مثال میں، سینسر کو حرکت کے دوران کمر کے نچلے حصے پر بڑے تناؤ کی نگرانی کے لیے استعمال کیا گیا تھا، جس میں جسمانی علاج کے لیے افادیت ہے۔ یہاں، محققین نے سینسر کو اسٹریچ ایبل ایتھلیٹک ٹیپ کے ساتھ مربوط کیا اور ایک رضاکار کی کمر کے نچلے حصے پر ریڑھ کی ہڈی کے ساتھ متوازی طور پر دو سینسر جوڑے۔ انہوں نے سینسنگ سگنلز کو جمع کرنے اور منتقل کرنے کے لیے پیٹھ پر ایک بلوٹوتھ بورڈ بھی منسلک کیا۔

سیدھی بیٹھنے کی پوزیشن سے شروع کرتے ہوئے، موضوع نے کئی حرکتیں کیں جبکہ سینسر نے کمر کے نچلے حصے کے تناؤ کی نگرانی کی۔ جب آگے جھکتے ہیں، دونوں سینسروں نے مزاحمت میں اضافے کے ساتھ جواب دیا۔ آگے کی طرف جھکاؤ اور جھکاؤ کے دوران، متعلقہ سائیڈ پر موجود سینسر کی مزاحمت تقریباً مستقل رہی جبکہ مخالف سمت والے سینسر نے کافی حد تک مزاحمت دکھائی۔

اسٹریچ ایبل آرگینک فوٹوڈیوڈ پہننے کے قابل آلات کی کارکردگی کو بہتر بنا سکتا ہے۔

آخر میں، انسانی مشین کے انٹرفیس میں سینسر کے استعمال کو ظاہر کرنے کے لیے، محققین نے ایک نرم 3D ٹچ سینسر بنایا جو عام اور قینچ دونوں دباؤ کو ٹریک کرتا ہے اور اسے ویڈیو گیم کو کنٹرول کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ انہوں نے ایک دستانے کی انگلی کی نوک پر ایک تناؤ سینسر کو بھی مربوط کیا جو اس کے بعد ایک گلاس پانی کو پکڑنے کے لیے استعمال کیا جاتا تھا، جو روبوٹکس ایپلی کیشنز کے لیے ٹیکٹائل سینسنگ کی صلاحیت کو ظاہر کرتا تھا۔

ٹیم اب بائیو میڈیکل اور اسپورٹس ایپلی کیشنز کے لیے سٹرین سینسر کی ایپلی کیشن کی تلاش کر رہی ہے۔ "بایومیڈیکل ایپلی کیشنز میں فالج کے مریضوں کی بحالی کے دوران نقل و حرکت کے نمونوں کی نگرانی شامل ہے،" زو بتاتا ہے طبیعیات کی دنیا. "ہم سینسر کی توسیع پذیر مینوفیکچرنگ پر بھی کام کر رہے ہیں۔"

• SEO سے چلنے والا مواد اور PR کی تقسیم۔ آج ہی بڑھا دیں۔
• پلیٹو بلاک چین۔ Web3 Metaverse Intelligence. علم میں اضافہ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ماخذ: https://physicsworld.com/a/strain-sensor-for-wearable-electronics-combines-high-sensitivity-with-large-sensing-range/