تصميم وتوصيف أجهزة استشعار إلكترونية مرنة قائمة على الجرافين لتكنولوجيا الأجهزة القابلة للارتداء

Abstract

تنمو الإلكترونيات القابلة للارتداء بسرعة، وبالتالي فهي تحتاج إلى مواد حساسة ومتينة ومرنة وخفيفة ومريحة للمستخدمين. الجرافين هو أحد الخيارات الجديدة التي تبرز لأنه يتمتع بموصلية كهربائية جيدة جدا وقوة ميكانيكية واستقرار كيميائي. هيكله ثنائي الأبعاد غير العادي، إلى جانب قدرته على أن يكون واضحا ومرنا، يجعله مثاليا للجيل التالي من الأجهزة القابلة للارتداء. يحدد هذا البحث تصميم وتصنيع أجهزة الاستشعار المرنة القائمة على الجرافين، مع التركيز على تقنيات الطلاء واختيار الركيزة وعمليات التصنيع القابلة للتطوير. تم اختبار الأجهزة في مجموعة متنوعة من التشوهات الميكانيكية لمعرفة كيفية تفاعلها كهربائيا وكهرو كيميائيا، ومدى حساسيتها للعوامل الخارجية مثل الضغط والإجهاد ودرجة الحرارة، ومدى استقرارها في مواقف محاكاة العالم الحقيقي. تتجاوز الدراسة تقييم الأداء للنظر في مشاكل التكامل المهمة التي تجعل من الصعب استخدامها على نطاق واسع، مثل جعل الأجهزة أصغر، والتأكد من أنها تعمل مع المنصات الكهربائية الحالية، والتأكد من أنها تعمل عبر مناطق ضخمة. يتم النظر في تقنيات المواد الهجينة وطرق التغليف المبتكرة وأفكار تصميم الدوائر الجديدة كإجابات محتملة. تظهر النتائج أنه يمكن استخدام الأجهزة القائمة على الجرافين للمراقبة الصحية، وتتبع التغيرات الفسيولوجية في الوقت الفعلي، والتفاعل بين الإنسان والجهاز، وكذلك لصنع الأقمشة الذكية والمواد المستجيبة. توضح هذه الورقة كيف يمكن لمستشعرات الجرافين أن تغير الطريقة التي تعمل بها الرعاية الصحية المخصصة والتكنولوجيا الذكية القابلة للارتداء من خلال ربط الإنتاج على نطاق المختبر باستخدامات العالم الحقيقي.