28 خرداد 1403
محمود حشمتي

محمود حشمتی

مرتبه علمی: دانشیار
نشانی:
تحصیلات: دکترای تخصصی / مهندسی مکانیک
تلفن:
دانشکده: دانشکده مهندسی

مشخصات پژوهش

عنوان
بررسی عملکرد ساختارهای آگزتیک مناسب جهت استفاده در حسگرهای حرکتی
نوع پژوهش پایان نامه
کلیدواژه‌ها
فرامواد، ساختار آگزتیک، زیست پزشکی، حسگرها، ضریب پواسون منفی
پژوهشگران فاطمه ملکی ()، محمد علی محبی (دانشجو)، محمود حشمتی (استاد راهنمای اول)

چکیده

در سال های اخیر، کاربرد سازه های آگزتیک در زمینه حسگرها مورد توجه بسیاری از پژوهشگران قرار گرفته است. از این حسگرها می توان برای تشخیص حرکت مفصل انسان در آرنج، مچ دست و زانو استفاده نمود. یکی از ویژگی های مهم برای حسگرها، دریافت پاسخ صحیح و یکسان در جهات مختلف است(یک پاسخ در شرایط مختلف). در هر صورت باید برای به کارگیری حسگرهای کرنش در سیستم های زیستی، پارامترهای پاسخ سریع، پایداری، زمان بازیابی و دوام نیز در نظر گرفته شوند. پارامترهای ذکر شده به نوع ماده پرکننده، پیکربندی، فرآیند ساخت و ماتریس زمینه وابسته هستند. در طول تاریخ چند ساز و کار مختلف مانند حسگر خازنی، ترانزیستور و پیزوالکتریک برای مقایسه اندازه گیری کرنش شناخته شده اند. به طور مثال حسگر آگزتیک با نسبت پواسون (0.5-) در زمینه ضریب سنجش و پیزومقاومتی 300% بهبود پیدا کرده است. از طرفی اثبات شده است که عملکرد حسگر آگزتیک حدودا 24 برابر حسگرهای معمولی، دقیق تری دارند. حسگرهای با ساختار آگزتیک می توانند کرنش های کمتر از 6% را نیز تشخیص دهند که این امکان در حسگرهای معمولی وجود ندارد. ماده استفاده شده برای طراحی و ساخت حسگرها بر خواص الکتریکی و مکانیکی بسیار موثر است. یکی از چالش های حسگرهای معمولی این است که آن ها نمی توانند تماس یکنواختی بین سنسور و بدن انسان برقرار کنند؛ که علت آن خم شدن پوست انسان در کشش عضلانی و بازدم است اما سنسور های پیزومقاومی که دارای ساختار آگزتیک باشند می توانند این چالش را برطرف نمایند. سنسورهای پیزومقاوم یک کرنش ورودی را به سیگنال های الکتریکی ناشی از تغییر در مدار مقاومت تبدیل می کند که به دلیل سادگی ساختار آن، توجه پژوهشگران را به خود جلب کرده است. برای ساخت حسگرهای آگزتیک سه مرحله شامل طراحی سازه آگزتیک، بازبینی تغییر شکل و تبدیل آن به حسگر پیزومقاوم باید طی شود. برای ساخت حسگرهای آگزتیک رسانا چند روش شامل پوشش غوطه وری و احیای شیمیایی وجود دارد. هدف این تحقیق، مطالعه به منظور یافتن ساختار آگزتیک بهینه برای استفاده در حسگرها می باشد که در این راستا ابتدا تحقیقاتی پیرامون فرامواد انجام خواهیم داد؛ سپس طراحی های انجام شده در گذشته با نرم افزار های مناسب بررسی خواهد شد و در انتها نیز یک ساختار آگزتیک جدید را طراحی و بررسی خواهیم کرد.