Примеры успеха клиентов - Nature Materials: ультрачувствительные датчики давления, вдохновленные листьями лотоса, которые могут использоваться для беспроводного мониторинга внутричерепного давления и лапароскопической хирургии

Национальный университет СингапураАвтор сообщенияД - р Бенджамин К. ТиИ т.д.Вдохновленный феноменом газовой оболочки на поверхности лотоса, используя многофазные интерфейсы твердого жидкого газа и эластичные газовые слои, был разработан датчик давления, способный модулировать давление на этих интерфейсах, изменяя емкость. Этот датчик состоит изНанописьна основепринцип двойной фотонной полимеризацииПроизводство микронанопроцессорных систем PPGT2.Этот метод производства уменьшает трение и обеспечивает движение контактной линии почти без трения, тем самым достигая характеристик датчика давления Zhuoyue. Датчик продемонстрировал свои функции в сложных условиях, включая турбулентное течение, биологическую среду в организме и лапароскопическую хирургию.

Об этом сообщает Frictionless Multiphasic Interface for near - ideal aero - elastic pressure sensing.Природные материалыВ журналах. Первый соавтор - Национальный университет Сингапура.Вэнь Чэн, Синью Вани Шанхайский научно - технический университет.Доктор Кумадзава.А.

Проверка влияния микроструктуры на повторяемость датчиков

Целью исследования является разработка нового типа датчика давления, известного как eAir, дизайн которого был вдохновлен феноменом водно - воздушного интерфейса на непросмачиваемых поверхностях листьев лотоса. В отличие от традиционных твердотельных датчиков давления, исследователи реализовали движение без фиксированной линии контакта в многомасштабной структурированной твердой - жидко - жидкостно - газовой многофазной системе с помощью технологии двухфотонной полимеризации Nanoscribe, создав новый тип датчика давления с эластичной емкостью полета. Используя в качестве модели растения Nilo Cross, микро - (~ 0,5 мм 3) датчики изготавливаются с использованием шестиугольной стенной колонновой микроструктуры. Поверхность колонны спроектирована как рабочий электрод, который делает ее сверхскользкой, вводя смазку в проводящую наноструктуру. При различных жидкостных давлениях жидкость может увлажнять / увлажнять столб электрода без задержки угла контакта. Этот процесс изменяет площадь контакта жидкости - электрода, тем самым изменяя емкость. По сравнению с другими датчиками давления, работающими в жидкой среде, эти датчики могут измерять небольшие колебания давления в жидкости с ультранизким запаздыванием (1,34 ± 0,20%), высокой чувствительностью (79,1 ± 4,3 pF kPa ^ - 1) и высокой линейностью (R2 = 099944 ± 00015); Нелинейность 1,49 ± 0,17%).

Рисунок 1 Концепция и дизайн eAir. a、 Схема водно - газового интерфейса на непроницаемой поверхности листьев лотоса. Газ застрял между структурами под жидко - газовым интерфейсом. По мере изменения давления воды интерфейс перемещается вверх и вниз. b、 Датчики, изготовленные из листьев лотоса, реагируют на давление. Схема проектирования eAir. Столбчатая поверхность используется в качестве рабочего электрода и вдохновлена растениями ротанга, чтобы сделать его сверхскользким, вводя смазку в проводящую наноструктуру. Жидкость может увлажнять / увлажнять столбовые электроды при различном давлении жидкости без задержки угла контакта. Этот процесс изменяет площадь контакта жидкости - электрода, тем самым изменяя емкость. Иллюстрация: Эквивалентные схемы eAir. Ccounter， Жидкость - электрическая двухслойная емкость на границе электрода; CEDL.ct， электрическая двухслойная емкость на границе покрытия жидким - рабочим электродом; Cd.ct， диэлектрическая емкость между рабочим электродом и поверхностным покрытием - жидким интерфейсом; Cd+air， ёмкость между рабочим электродом и жидкостью проходит через газ; C0， Интерфейсная емкость неактивной области. d) Давление - индукционная реакция eAir. e, схема, состоящая из конденсаторов устройств eAir, а также поверхности, отмеченные I - IV, которые обладают различными смачивающими свойствами для регулирования характеристик датчика. Метка (слева) соответствует иллюстрации в C. Δθ， Угол контакта на поверхности запаздывает. По мере снижения шероховатости поверхности с IV до I, дельта - тета также уменьшается, что указывает на переход от сильной адгезии к жидкостному скольжению без трения. Эти изменения поверхностных свойств влияют на производительность датчика. f、 Схема характеристик пороговых характеристик неидеального датчика давления в положительном / обратном направлении, а также линейных и безупречных характеристик идеального датчика давления. g、 Сравнение линейных характеристик с сообщаемыми датчиками давления в жидкой среде. Чтобы подчеркнуть разницу, определяется линейность (1 / (1 - R2)) для сравнения. R2 (коэффициент определения) является значением линейного соответствия кривой производительности соответствующего устройства: чем выше линейность, тем лучше линейность.

[Проверить влияние смачивающих свойств интерфейса на производительность датчика]

Четыре различные поверхности, разработанные в исследовании, были помечены как I - IV. Эти поверхности имеют разные углы контакта и запаздывание угла контакта, регулируя шероховатость и энергию поверхности. Исследователи обнаружили, что различные обрабатываемые поверхности приводят к различной степени фиксации контактной линии на поверхности жидкости, что влияет на значение угла продвижения и запаздывания угла контакта. В случаях с более высокой шероховатостью поверхности, таких как поверхность III и IV, из - за присутствия нанолиний полианилина (PANI) значительно усиливается фиксация контактных линий. В то же время эти поверхности могут появляться под давлением жидкости.Нет.Обратимые измененияПревращение приводит к увеличению отставания угла движения и угла контакта после оказания давления. Двухфотонная микронаносистема Nanoscribe может достигать шероховатости поверхности до нанометрового масштаба. В экспериментах, таких как поверхность II, отставание угла движения вперед и угла контакта также уменьшается соответствующим образом. На поверхности I, нанося кремниевое масло, поверхность становится очень гладкой, похожей на скользкую жидкость, проникающую на пористую поверхность. Это приводит к уменьшению фиксированной линии соприкосновения и уменьшению угла движения.Отставание угла контакта можно практически игнорировать.Исследователи также заметили, что различные характеристики увлажнения интерфейса напрямую влияют на производительность датчика. В частности, чем больше угол продвижения вперед, тем выше положительный порог датчика; Чем больше запаздывание угла контакта, тем выше обратный порог и производительность запаздывания датчика. Эти результаты служат руководством для оптимизации производительности датчиков.

Новая платформа Nanoscribe Quantum X - Series оснащена технологией литографии с градусами серого (2GL) ®)， Высокая степень свободы проектирования, высокая эффективность печати и высокая точность, необходимая для изготовления сверхгладких поверхностей сложных конструкций. Быстрый и точный процесс аддитивного производства значительно сокращает цикл итерации проектирования. Quantum X shape - это действительно универсальная модель. Основываясь на технологии двойной фотонной полимеризации, лазерная система прямой записи является не только лучшей моделью для быстрого формования, но и подходит для крупномасштабного производства форм 2.5D и 3D на основе любой субмикронной точности на кристаллической окружности. Высокая точность нового Quantum X - shape зависит от его высочайшего коэффициента модуляции и сверхтонкой обработки сетки, что позволяет контролировать размер субэлементов. Кроме того, благодаря тонкой настройке двухфотонной серой фотолитографии на соматонин, система может достигать сверхгладкости при производстве микроструктуры поверхности, сохраняя при этом высокоточное управление формой. Quantum X shape предназначен не только для биомедицины, микрорентгенологии, MEMS、 Идеальный инструмент для быстрого прототипирования устройств в микроканалах, поверхностной инженерии и во многих других областях, а также для массового производства небольших структурных элементов на основе кристаллических кругов.

Больше информации о 3D двухфотонной фотолитографии без маски технологии и продуктов

Добро пожаловать в Nanoscribe China Branch - Napuo 3D Technology (Shanghai) Ltd.

Немецкая сверхвысокоточная двухфотонная микро - 3D фотолитография Nanoscribe:

Photonic Professional GT2 Двухфотонная микро - наносистема 3D без маски

Quantum X Align Двухфотонная система автоматического наведения

Quantum X shape Двухфотонная высокопроизводительная 3D - микронаёмная система обработки

Биомасса X Двухфотонная высокоточная 3D биопечать