9960

كاربردها و روشهاي ساخت حسگرهاي فشار مبتني بر نانوفناوري

1400

صادق صادق زاده

دانشمندان معتقدند نياز به بقا، انسان را وادار به استفاده از توانايي دست‌هايش براي انجام كارهاي ظريف و پيچيده و ساخت ابزارهاي شگفت‌انگيز براي بقاي خود كرده است. اين امر موجب شده تا در خلال زمان اعصاب بيشتري بر روي كف دست و انگشتان متمركز شده و سيستم حسگري دست انسان تكامل بيشتري يابد. امروزه نيز فناوري در سدد فراتر رفتن از توانايي درك انسان و گرايش به ساخت سيستم‌هايي به ظرافت ساختارهاي زيستي دارد در اين مهم توسعه افزاره‌هاي حسگري كارآمد براي درك محيط نقشي بسيار كليدي دارد. نيروهاي مكانيكي و فشار در محيط اجتناب‌ناپذيرند. حسگرهاي فشار مدرن از سال 1950 به بعد رشد قابل‌توجهي داشته‌‌اند و در دو دهه اخير با ظهور الكترونيك منعطف، پوست الكترونيك و فناوري‌هاي پوشيدني و كاربرد قابل‌توجه اين حسگرها در آن‌ها، منجر به تمركز پژوهشگران بسياري در اين زمينه شده است. مكانيسم‌هاي بسياري ازجمله پيزومقاومتي، خازني، پيزوالكتريكي، تريبوالكتريكي، ترانزيستوري، اپتيكي، رزونانسي و غيره به‌منظور تبديل فشار و كرنش به سيگنال الكتريكي استفاده مي‌شوند. نياز به انعطاف‌پذيري و رسانايي و در برخي موارد شفافيت در مقابل نور در كنار ساير ويژگي‌هاي مكانيكي و شيميايي، پژوهشگران را علاقه‌مند به توسعه نانوكامپوزيت‌هاي زمينۀ پليمري و الاستومرها توسط پركننده‌هاي رساناي نانوابعاد به‌ويژه نانولوله‌هاي كربني و گرافن كرده است كه منجر به بهبود قابل‌توجهي در ويژگي‌هاي اين نوع حسگرها مي‌شوند. علاوه بر طراحي نانوكامپوزيت براي اندازه‌گيري فشار، تكنيك‌هاي تكميلي براي بهبود عملكرد مانند اصلاح سطح، ايجاد تخلخل و غيره نيز موردتوجه بوده است. روش‌هاي دست‌يابي به اين حسگرها شامل روش‌هاي الكتروريسي، قالب ذره، قالب امولسيون، پوشش دهي غوطه‌وري، پوشش دهي اسپري، روش‌هاي چاپ ازجمله چاپ سه‌بعدي، حكاكي ليزر و غيره مي‌شود كه نسبت به روش‌هاي ميكروماشينكاري براي ساخت حسگرهاي فشار مبتني بر MEMS پيچيدگي و هزينه‌هاي ساخت كمتري دارند. بااين‌وجود كاربرد حسگرهاي MEMS نيز در صنايع مختلف بسيار جاافتاده است. در اين تحقيق انواع حسگرهاي فشار و مكانيسم‌هاي حسگري فشار و روش‌هاي بهبود كارايي آن‌ها، تكنيك‌هاي طراحي و ساخت، مواد مورداستفاده و كاربردهاي نوين هر دودسته از حسگرهاي فشار موردبررسي و مقايسه قرارگرفته است.

11/2/2021 12:00:00 AM

72774

1400/08/14

Nanotechnology Based Pressure Sensors: Fabrication Methods and Applications

حسگرهاي فشار , حسگرهاي فشار مبتني بر MEMS , حسگرهاي فشار منعطف , مكانيسم‌هاي تبديل فشار , كاربرد حسگرهاي فشار

Pressure Sensors , MEMS Pressure Sensors , Flexible Pressure Sensors , Pressure Transduction Mechanisms , Pressure Sensor Application