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A Universidade de Pequim usa métodos de impressão 3D para fazer novos progressos na pesquisa de compósitos de cerâmica piezoelétrica flexíveis

Número Browse:0     Autor:editor do site     Publicar Time: 2021-12-20      Origem:alimentado

Os materiais piezoelétricos têm uma excelente capacidade de converter força mecânica em carga elétrica e vice -versa. Cerâmica piezoelétrica, como titanato de zirconato de chumbo, titanato de líder de niobato de magnésio de chumbo, etc. tem sido amplamente utilizado em sensores, atuadores, transdutores e colheitadeiras de energia. No entanto, oMaterial piezocerâmicoem si é quebradiço. Para materiais de cerâmica tradicionais, a flexibilidade mecânica e a piezoeletricidade são duas propriedades contraditórias. Melhorar um desempenho geralmente danifica o outro. Por exemplo, a cerâmica baseada em titanato de zirconato de chumbo possui propriedades piezoelétricas mais altas, mas devido à sua fragilidade inerente, a cerâmica baseada em titanato de zirconato de chumbo não é adequada para integração direta em dispositivos eletrônicos flexíveis. Para ampliar a aplicação de materiais piezoelétricos em detecção flexível e outros campos, é necessário desenvolver materiais compostos de cerâmica piezoelétrica flexíveis que tenham flexibilidade mecânica e resposta a vibrações mecânicas ambientais ou estímulos externos.


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ou estrutura de heterojunção, o coeficiente de tensão piezoelétrica do polarizadoMaterial compósito piezoelétricotambém foi significativamente melhorado, que pode atingir 400 × 10-3 V m N -1. Pesquisas adicionais descobriram que o material compósito piezoelétrico impresso em 3D polarizado tem alta sensibilidade a torneiras leves e uma grande resposta de tensão ao impacto de objetos que caem livres; Através do acoplamento eletromecânico, pode ser efetivamente a energia mecânica de entrada é convertida em energia elétrica e 20 luzes LED vermelhas comerciais podem ser iluminadas sem usar nenhuma unidade de armazenamento de carga. Espera -se que os resultados desta pesquisa tenham um importante potencial de aplicação em futuros dispositivos eletrônicos flexíveis para vestir, detecção flexível robótica e reconhecimento biossignal, bem como recuperação de energia mecânica.

Motor ultrassônico que mostra grande energia em equipamentos médicos


Micro-máquina médica fonte de energia-USM

O principal problema da pesquisa atual no campo dos sistemas micromecânicos biomédicos é encontrar uma fonte de energia pequena e de longo prazo e colocar o medicamento em uma cápsula ou embalagem e executar verificação e monitoramento. Atualmente, os dispositivos e sistemas de entrega de medicamentos fabricados pela Micro-manufatura tecnologias têm muitas tecnologias avançadas, especialmente na entrega de medicamentos por meio de micro-probes e a liberação de medicamentos injetados no corpo humano.


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O Micro System para a entrega de medicamentos inclui motores micro -ultrassônicos ou bombas micro piezoelétricas, gastas de eletroforese e pílulas inteligentes. Os motores ultrassônicos são usados ​​como poder dos dispositivos micro-médicos para orientar os dispositivos médicos de tração no corpo humano ou entregar drogas ao corpo humano.

USM mostra grande energia em equipamentos médicos

No processo de transplante de genes e inseminação artificial, inserir uma pequena pipeta no citoplasma é uma operação indispensável. Quandotransdutores piezocerâmicosestão operando com um atuador hidráulico tradicional, devido à elasticidade da membrana celular, toda a célula de será bastante deformada, e essa deformação excessiva causará danos ao núcleo celular. O laboratório desenvolveu um conjunto de sistema de micro-processamento de manipulação celular, que usa um motor ultrassônico linear de impacto para obter um movimento suave sem a maior deformação da membrana celular.

Os motores ultrassônicos de vários graus de liberdade também são usados ​​em operações cirúrgicas. O motor ultrassônico de vários graus de grau de liberdade desenvolvido é aplicado a fórceps cirúrgicos, e um método de rede neural é proposto para controlar com precisão o ângulo de rotação da pinça.


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No endoscópio da cápsula, como controlar a rotação e o foco da lente é um problema difícil. O uso de um novo micro-motor ultrassônico do tipo tubo piezoelétrico fornece uma solução para esse problema. A principal melhoria está no uso de um ocotubo cerâmico piezoelétricoMotor ultrassônico e um prisma com uma superfície de foco. A fibra óptica é inserida no motor ultrassônico oco, a luz é colimada pela lente auto-focada e, em seguida, refletida pelo prisma, até sair, é focada por uma superfície asférica. Quando o motor está funcionando, ele pode acionar a lente de foco e o prisma para girar ao mesmo tempo, para realizar a varredura circular. Isso pode reduzir significativamente a distância de trabalho do sistema óptico e melhorar a resolução lateral. Ao mesmo tempo, como a fibra óptica e o motor estão do mesmo lado, o comprimento da sonda é reduzido e problemas como o fio do motor bloqueando a imagem são evitados.

USM é muito adequado para RMN

Como o motor ultrassônico não gera um campo magnético por si só e não está sujeito a interferência de campo magnético, é muito prático para a ressonância magnética nuclear. Quando um paciente passa por um exame de ressonância magnética, ele precisa injetar solução medicinal e a injeção requer uma velocidade constante. A melhor maneira é dirigir o motor a uma velocidade constante, mas o próprio motor eletromagnético tradicional gera um campo magnético, que interfere na imagem. O uso de motores ultrassônicos não o fará.


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