Témoignages de réussite de clients | nature Materials: capteur de pression ultra - sensible inspiré du lobe de lotus pour la surveillance sans fil de la pression intracrânienne et la chirurgie laparoscopique

Université nationale de SingapourAuteur correspondantDr Benjamin C. K. teeEt autres,S'inspirant du phénomène d'enrobage gazeux à la surface des lobes volants, un capteur de pression capable de moduler la pression sur ces interfaces en faisant varier la capacité a été conçu en utilisant des interfaces polyphasées solide - liquide - gaz et des couches gazeuses élastiques. Ce capteur est composé deNanoscribeBasé surPrincipe de polymérisation biphotoniqueLe système de micro et Nano - usinage ppgt2 est fabriqué.Cette méthode de fabrication réduit le frottement, ce qui permet un mouvement presque sans frottement de la ligne de contact, ce qui permet d'obtenir les propriétés de détection de pression de zhuoyue. Le capteur a démontré ses capacités dans des conditions difficiles, y compris l'écoulement turbulent, le milieu biologique in vivo et la chirurgie laparoscopique.

Article connexe intitulé Frictionless Multiphasic Interface for Near - Ideal Aero - Elastic Pressure Sensing, publié dansMatériaux naturelsDans le journal. Co - premier auteur de l'Université nationale de SingapourWen Cheng, Xinyu WangEt de l'Université des sciences et technologies de ShanghaiDocteur kumaze- Oui.

[vérification de l'impact de la conception de la microstructure sur la répétabilité du capteur]

La recherche vise à développer un nouveau type de capteur de pression, appelé eair, dont la conception est inspirée par le phénomène de l'interface eau - air sur les surfaces non mouillées des feuilles de lotus. Contrairement aux capteurs de pression à l'état solide traditionnels, les chercheurs ont réalisé un mouvement sans fil fixe dans un système multiphasé structuré solide - liquide - liquide - gaz à plusieurs échelles grâce à la technologie de polymérisation à deux photons nanoscribe, créant un nouveau type de capteur de pression capacitif élastique volant. Un capteur miniature (~ 0,5 mm3) a été réalisé à l'aide d'une Microstructure murale hexagonale à matrice de colonnes, sur le modèle d'une plante de Pichet à fleurs du Nil. La surface du corps de colonne est conçue comme une électrode de travail qui devient super glissante en injectant un lubrifiant dans la Nanostructure conductrice. A différentes pressions de liquide, le liquide peut humidifier / déshumidifier l'électrode de colonne sans créer d'hystérésis angulaire de contact. Ce processus modifie la zone de contact liquide - électrode et donc la capacité. Par rapport à d'autres capteurs de pression fonctionnant dans un environnement liquide, ceux - ci peuvent mesurer de petites fluctuations de pression dans un liquide avec une hystérésis très faible (1,34 ± 0,20%), une sensibilité élevée (79,1 ± 4,3 PF kPa ^ - 1) et une linéarité élevée (r2 = 099944 ± 000015; Non linéarité 1,49 ± 0,17%).

Figure 1 concept et design de l'eair. a、 Représentation schématique de l'interface eau - gaz sur une surface non mouillée d'une feuille de lotus. Le gaz est piégé entre les structures sous l'interface liquide - gaz. À mesure que la pression de l'eau change, l'interface se déplace de haut en bas. b、 Réponse de détection de pression d'un capteur en feuilles de lotus. C. schéma de la conception d'eair. La surface du corps de la colonne sert d'électrode de travail et est inspirée par la plante de la vigne pour devenir ultra - glissante en injectant un lubrifiant dans la Nanostructure conductrice. Le liquide peut mouiller / déshumidifier l'électrode de colonne à différentes pressions de liquide sans créer d'hystérésis angulaire de contact. Ce processus modifie la zone de contact liquide - électrode et donc la capacité. Illustration: circuit équivalent pour eair. Ccounter， Capacité électrique bicouche à l'interface liquide - contre - électrode; CEDL.ct， Capacité électrique bicouche à l'interface de revêtement liquide - électrode de travail; Cd.ct， Une capacité diélectrique entre l'électrode de travail et l'interface revêtement de surface - liquide; Cd+air， La capacité entre l'électrode de travail et le liquide est conductrice par le gaz; C0， Capacité interfaciale de la zone inactive. D. Réponse de détection de pression de l'eair. E. une représentation schématique de la composition des condensateurs du dispositif eair, ainsi que des surfaces notées I - IV avec différentes propriétés de mouillage pour ajuster les performances du capteur. L'étiquette (à gauche) correspond à l'illustration en C. Δθ， L'angle de contact de la surface est hystérésis. Comme la rugosité de surface diminue de IV à I, Δθ diminue également, indiquant une transition d'une forte adhérence à un glissement sans frottement du liquide. Ces variations des propriétés de surface affectent les performances du capteur. f、 Représentation schématique des performances de seuil avant / arrière d'un capteur de pression non idéal et Représentation schématique des performances linéaires et sans hystérésis d'un capteur de pression idéal. g、 Comparaison des performances linéaires avec les capteurs de pression ambiante pour liquides déjà rapportés. Pour mettre en évidence les différences, la linéarité (1 / (1 - R2)) est définie pour la comparaison. R2 (coefficient de détermination) est la valeur du résultat de l'ajustement linéaire de la courbe de performance de l'appareil correspondant: plus la linéarité est élevée, meilleure est la linéarité.

[vérifier l'impact des propriétés de mouillage de l'interface sur les performances du capteur]

Quatre surfaces différentes conçues dans l'étude, elles sont notées I à IV. En ajustant la rugosité et l'énergie des surfaces, celles - ci ont des angles de contact et des hystérésis différents. Les chercheurs ont constaté que les surfaces traitées différemment peuvent entraîner une fixation différente de la ligne de contact sur la surface du liquide, ce qui affecte les valeurs de l'angle d'avancement et de l'hystérésis de l'angle de contact. Les rugosités de surface plus élevées, telles que les surfaces III et IV, améliorent considérablement la fixation des fils de contact grâce à la présence de NANOFILS DE Polyaniline (PANI). Dans le même temps, ces surfaces peuvent se développer sous la pression du liquideNé nonChangement réversibleNormalisation, entraînant une augmentation de l'angle d'avancement et de l'hystérésis de l'angle de contact après application de la pression. Le système de micro - Nano - usinage nanoscribe à deux photons permet de réduire la rugosité de surface à l'échelle nanométrique. Dans des expériences telles que la surface II, l'angle d'avancement et l'hystérésis d'angle de contact diminuent également en conséquence. Sur la surface I, par application d'huile silicone, la surface devient très lisse, semblable à une surface poreuse perméable au liquide glissant. Il en résulte une diminution de la fixation de la ligne de contact et un angle d'avancement réduitL'hystérésis de l'angle de contact est presque négligeable.Les chercheurs ont également observé que les différentes propriétés de mouillage de l'interface affectent directement les performances du capteur. En effet, plus l'angle d'avancement est important, plus le seuil avant du capteur est élevé; Et plus l'angle de contact est hystérésis, plus le seuil inverse et les performances hystérésis du capteur sont élevés. Ces résultats guident l'ajustement des performances du capteur.

Le tout nouveau système de plate - forme Quantum X - Series de nanoscribe est équipé de la lithographie en niveaux de gris (2gl) ®)， Permet une grande liberté de conception, une efficacité d'impression à grande vitesse et la haute précision requise pour la fabrication Additive de surfaces ultra - lisses de structures complexes. Un processus de fabrication Additive rapide et précis réduit considérablement le cycle d'itération de la conception. Le quantum x shape est un modèle polyvalent au vrai sens du terme. Basé sur la technologie de polymérisation à deux photons, ce système d'écriture directe laser est non seulement le meilleur modèle pour la fabrication de moulage rapide, mais convient également à la production à l'échelle de formes 2,5D et 3D basées sur toute précision submicronique sur une plaquette. La haute précision du tout nouveau Quantum x shape repose sur son rapport de modulation Voxel le plus élevé et son maillage ultra - fin pour un contrôle dimensionnel des sous - voxels. De plus, grâce au réglage fin des voxels par lithographie en niveaux de gris à deux photons, le système permet d'atteindre un super lissage dans la réalisation de microstructures de surface tout en conservant un contrôle de forme de haute précision. Quantum x shape n'est pas seulement appliqué à la biomédecine, à la micro - optique, MEMS、 Outil idéal pour le prototypage rapide de dispositifs dans les microcanaux, l'ingénierie de surface et bien d'autres domaines, il devient également un outil facile pour la production en série de petites cellules structurelles à base de plaquettes.

En savoir plus sur la technologie de lithographie sans masque à double photon 3D et les conseils sur les produits

Bienvenue à contacter la branche chinoise de nanoscribe - technologie 3D de nawax (Shanghai) Co., Ltd

Allemagne nanoscribe ultra haute précision double photon micro nano 3D système de lithographie sans masque:

Photonic Professional GT2 double photon micro nano 3D système de lithographie sans masque

Quantum x align double photon Nano système d'alignement automatique

Quantum x shape système de micro et Nano - usinage 3D haute performance à deux photons

Quantité biologique X Système de bio - impression 3D haute précision à deux photons