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Materiais piezelétricos foram originalmente descobertos no século XIX. Desde então, os avanços na tecnologia de fabricação levaram à exigência de definição de artrólise de salas limpas e a um procedimento complexo que produz filmes e blocos que são conectados à eletrônica após a usinagem. O processo caro e a fragilidade inerente do material limitaram a capacidade de maximizar o potencial do material.

A equipe de Zheng desenvolveu um modelo que permite manipular e projetar constantes piezoelétricas arbitrárias, resultando no material que gera movimento de carga elétrica em resposta a forças e vibrações entrantes. Exercício de artrite de quadril pdf de qualquer direção através de um conjunto de topologias 3D imprimíveis. Ao contrário dos piezoelétricos convencionais, em que os movimentos da carga elétrica são prescritos pelos cristais de traços intrínsecos da artrose do genoma, o novo método permite que os usuários prescrevam e programem respostas de tensão para serem ampliadas, invertidas ou suprimidas em qualquer direção.

“Desenvolvemos um método de projeto e uma plataforma de impressão para projetar livremente a sensibilidade e os modos operacionais de materiais piezelétricos”, disse Zheng. “Ao programar a topologia ativa de artrite ativa 3D, você pode obter praticamente qualquer combinação de coeficientes piezelétricos dentro de um material e usá-los como transdutores e sensores que não são apenas flexíveis e fortes, mas também respondem a pressão, vibrações e impactos via sinais elétricos que indicam a localização, a magnitude e a direção dos impactos em qualquer local desses materiais. ”

Um fator no atual centro de tratamento de artrite springfield ma fabricação piezoelétrica é o cristal natural utilizado. No nível atômico, a orientação dos átomos é fixa. A equipe de Zheng produziu um substituto que imita o cristal, mas permite que a orientação da estrutura seja alterada pelo design.

“Nós sintetizamos uma classe de tintas piezoelétricas altamente sensíveis que o tratamento ayurvédico da artrite reumatóide pode ser esculpido em características tridimensionais complexas com luz ultravioleta. As tintas contêm nanocristais piezoelétricos altamente concentrados colados com géis sensíveis aos raios UV, que formam uma solução – uma mistura leitosa como o cristal derretido – que imprimimos com uma impressora 3D de luz digital de alta resolução ”, disse Zheng.

A equipe demonstrou os materiais impressos em 3D em uma escala medindo frações do diâmetro de um fio de cabelo humano. “Podemos adaptar a arquitetura para torná-la mais flexível e usá-la, por exemplo, como dispositivos de coleta de energia, envolvendo-os em artrite queensland em torno de qualquer curvatura arbitrária”, disse Zheng. “Podemos torná-los grossos e leves, duros ou absorventes de energia.”

O material tem sensibilidades cinco vezes maiores que os polímeros piezoelétricos flexíveis. A rigidez e a forma do material podem ser ajustadas e produzidas como uma folha fina semelhante a uma tira de gaze ou como um bloco duro. “Nós temos uma equipe que os transforma em aparelhos portáteis de osteoartrite, como anéis, palmilhas e encaixando-os na artrite de sjogren – uma luva de boxe, onde poderemos registrar as forças de impacto e monitorar a saúde do usuário”, disse Zheng.

“A capacidade de alcançar as propriedades mecânicas, elétricas e térmicas desejadas reduzirá significativamente o tempo e o esforço necessários para desenvolver materiais práticos”, disse Shashank Priya, vice-presidente associado de pesquisa da Penn State e ex-professor de engenharia mecânica da Virginia Tech.

A equipe imprimiu e demonstrou materiais inteligentes enrolados em superfícies curvas, usados ​​nas mãos, artrite reumatóide em pés e fotos para converter movimento e colher a energia mecânica, mas as aplicações vão muito além de dispositivos portáteis e eletrônicos de consumo. Zheng vê a tecnologia como um salto para os produtos de suporte de artrite, robótica, coleta de energia, sensoriamento tátil e infraestrutura inteligente, onde uma estrutura é feita inteiramente com material piezoelétrico, impactos sensoriais, vibrações e movimentos, permitindo que eles sejam monitorados e monitorados. localizado. A equipe imprimiu uma pequena ponte inteligente para demonstrar sua aplicabilidade para detectar os locais de queda de impactos, bem como sua magnitude, enquanto robusta o suficiente para absorver a energia de impacto. A equipe também demonstrou sua dieta de aplicação para artrite reumatóide em ayurveda de um transdutor inteligente que converte sinais de vibração subaquática em tensões elétricas.

“Tradicionalmente, se você quisesse monitorar a força interna de uma estrutura, você precisaria ter um grande número de sensores individuais colocados artrose joelho por toda a estrutura, cada um com um número de ligações e conectores”, disse Huachen Cui, um estudante de doutorado com Zheng e primeiro autor do artigo Nature Materials. “Aqui, a estrutura em si é o sensor – ela pode monitorar a si mesma.”