超疏水表面在柔性可穿戴器件上的应用研究进展

摘要:柔性可穿戴电子器件因其轻薄便携、集成度高以及保形性好等特点在医疗保健、运动跟踪及环境监测等领域获得广泛关注。然而,特殊的使用环境使得其长期稳定性受到外界环境及受试者体表分泌物等复杂水合环境的挑战。超疏水表面因其特殊的防水、自清洁、抗腐蚀、抗菌等功能,为可穿戴电子器件及其供能设备的性能提升及延寿提供了新契机。简述了柔性可穿戴电子器件的研究进展;揭示了超疏水表面的主要原理和影响因素;汇总了超疏水表面的主要制备方法及其各自优缺点;简述了超疏水表面在可穿戴传感器、能量转化器件及储能器件方面的应用;指出高机械稳定性、良好的环境耐久性以及高透光率是未来超疏水表面在可穿戴器件上实现应用与发展的重点与难点。

空调压缩机主壳体焊管开裂原因分析

摘要: 介绍了空调压缩机主壳体用热轧酸洗钢板的生产流程; 采用金相和硬度检测手段分析了河钢邯钢生产的SS400 焊管在锥头扩管和焊缝压扁试验中开裂的原因并提出了改进措施。通过优化成分设计,降低碳含量,焊缝开裂问题得到解决。关键词: 空调压缩机; 酸洗板SS400; 焊管开裂; 显微组织; 碳含量

新型机电转化纤维材料与自供能可穿戴技术

摘要:随着柔性可穿戴电子设备的高速发展,众多可穿戴电子产品已成为人们日常生活的一部分。摩擦纳米发电机(Triboelectric nanogenerator,TENG) 为有效解决供电难题提供了新方法。基于TENG 技术,利用织物将身体运动转化为电能与传感信息,机电转化纤维(Mechano-electric conversion fibers,MECFs) 应运而生。MECFs 能够在高效收集身体低频、不规则机械能的同时,确保舒适、透气、安全且耐用,实现了自充电供能和自驱动传感两大功能。MECFs 催生了一个以人体为中心、自我维持的能量和信息供给系统。基于MECFs 的工作原理,起电材料的选择与设计是影响MECFs 性能的关键因素,MECFs 的多维度结构设计进一步提升了其能量转换效率。目前,MECFs 已经在智能生活中广泛应用,特别是自充电供能和自供能传感。尽管取得了显著进步,新型MECFs 的发展仍然面临着诸多挑战。展望未来,在人工智能和物联网的加持下,MECFs 将继续向智能化、个性化的道路迈进。

可穿戴织物基压阻式传感器的设计与应用

摘要:柔性压阻式传感器作为一种新型的压力传感设备,因灵敏度高、易变形、质量轻、保形能力强,受到了广泛关注。然而柔性压阻式传感器多采用聚合物材料作为衬底,存在制造成本高、透气性和舒适度差等缺点,阻碍了其在可穿戴领域的发展。与之相比,纺织材料具有轻质、高弹的优良特性,搭配上灵活的编织方式和独特的多孔结构,使其具备良好的柔性、亲肤性和透气性,纱线之间的交织方式和粗糙的纤维表面组成的多级结构也可以极大地提升传感器的灵敏度,因此织物是新型柔性衬底的理想候选者。本文从纤维/纱线(1D) 压阻式传感器和织物(3D) 压阻式传感器两个角度出发,系统整理了织物基压阻式传感器衬底的设计工艺,讨论了织物基压阻式传感器的制造方法,阐述了织物基压阻式传感器在运动监测、医疗服务及人机交互领域的应用。最后,对本文进行了总结,并谈及了织物基压阻式传感器在未来的优化方向。

家电行业传统点焊工序自动化转型升级

点焊工序是家电生产过程中的一个重要工序,可以实现不同金属板材紧密连接在一起的目的。随着家电行业自动化的不断实施,冲压、注塑等板块已经得到了不同程度的自动化升级,员工作业强度、作业环境得到了较大地改善,而点焊工序由于实施难度大,行业内仍旧以传统的人工点焊作业为主,近两年,通过规划和研发设计,成功实现了传统点焊工序的自动化转型升级。

纺织基摩擦纳米发电机在运动与健康领域中的最新研究进展

摘要:纺织基摩擦纳米发电机(Textile-based triboelectric nanogenerators,T-TENGs) 在能源收集和可穿戴设备领域展现出巨大潜力,尤其在运动与健康领域中尤为突出。本文针对T-TENGs 在运动与健康领域中的最新研究进行综述。首先,介绍了摩擦纳米发电机(Triboelectric nanogenerators,TENGs) 的工作原理及模式;T-TENGs 的关键材料,包括电极和正负摩擦电材料。其次,概述了多种制备技术,如共轭静电纺丝、湿法纺丝、环锭纺纱、二维编织、3D 编织和静电纺丝膜等;以及针织、机织、非织造、刺绣和3D 打印织物等不同结构的制备方法。然后,总结了T-TENGs 在运动领域(如人体运动监测和不同运动项目中的应用)、健康领域(生命体征监测和健康监测与疾病的监测、预防与矫正),以及多功能运动与健康方面的最新进展。最后,讨论了T-TENGs 遇到的挑战、未来发展趋势及其在多功能应用中的广泛应用前景,为T-TENGs 的进一步研究和制备提供参考。

基于微电容掺杂的高性能摩擦电纺织品

摘要:摩擦纳米发电机(TENG) 作为一种可以将机械能转化为电能的新兴技术,为智能可穿戴设备的能源供给提供了新的解决方案。然而,传统可穿戴式TENG 电荷密度低、输出功率小仍是一个亟待解决的问题。本文分别采用铁电陶瓷钛酸钡(BaTiO3)和二维过渡金属碳/氮化物(MXene)作为正、负极摩擦材料的填充物构筑了一种高性能摩擦电纺织品。借助BaTiO3的铁电效应和MXene 的界面极化效应形成了两种微电容,促使正极摩擦材料聚乳酸(PLA)和负极摩擦材料聚偏二氟乙烯(PVDF)的电荷密度相应增加,从而提高摩擦电纺织品的输出性能。研究结果表明:当BaTiO3掺入量为6wt%,MXene掺入量为0.10wt% 时,摩擦电纺织品的输出功率高达99 W/m2,此时输出电压为1600V,短路电流为50μA,分别是纯PLA-PVDF体系的2.7倍与3.6倍。在固定拍打频率下可同时点亮480颗发光二极管(LED),并可供应电子手表的正常运行。上述结果表明PVDF/MXene-PLA/BaTiO3体系有效提升了传统TENG 的输出性能,具备良好应用前景。

微纳米塑料在典型日用塑料制品使用过程中的释放规律及机制

摘要:塑料制品由于低廉和便利性, 在生活中被广泛的应用. 然而, 塑料制品在日常使用过程中会产生并释放微纳米塑料(MNPs), 可通过呼吸、无意摄入等方式进入人体, 带来潜在的健康风险. 因此, 明确塑料制品在使用过程中MNPs的释放情况具有重要的现实意义. 本文详细总结了“食品包装及容器”“母婴用品”“医疗及防护用品”“衣服与织物”以及“其他日用品”等5类典型日用塑料制品在各自主要使用场景下MNPs的释放情况. 其中, “食品包装及容器”类塑料制品的研究最丰富, 主要释放出聚丙烯材质的、颗粒状的MNPs, 且约70%的MNPs粒径分布在0~100 μm. 进一步归纳了塑料制品在机械破碎、热降解和其他作用下(光/生物降解)的释放机制. 其中, 机械应力(如磨损、搅拌、洗涤等)导致塑料制品发生的机械破碎, 以及温度的变化(高温或冷冻)是引发塑料制品释放MNPs的主要机制. 此外, 深入分析了影响塑料降解和释放的关键因素, 发现机械应力强度的增强、温度的升高和降低、光照(紫外光)时间的延长、微波时间和强度的增加、使用时长和次数的增多以及接触物质的成分等均会促进MNPs的释放; 同时, 塑料的种类和结构也是影响MNPs释放的重要原因之一. 随后, 探讨了其他有机化合物(如, 酚类、酯类、芳香族化合物)、重金属离子(如, 砷、铬、铅离子)、金属纳米颗粒(如, 铜纳米颗粒)等添加剂在MNPs产生过程中的释放情况. 最后, 对塑料制品的未来研究方向进行了建议和展望, 为探明塑料制品对人体健康的影响提供了理论支持.

洗碗机泵体外壳复合脱模机构与模具结构设计

摘要:针对洗碗机泵体外壳的结构,设计1套具有复合脱模机构的注塑模具。产品出水管的外圆柱面有9圆环及1个扣环,该圆管外圆柱面与外壳主体沿主分型面方向存在扣位与锁紧位,且圆管抽芯脱模距离较长。将出水管动模型腔设计成具有延时开模功能、由斜导柱驱动的滑块;将出水管型芯设计成用油缸驱动的抽芯机构,动模型腔滑块与圆管抽芯机构组成复合脱模机构。为了缩短脱模距离,将型腔滑块拆分成两个,两个滑块沿不同方向运动。开模过程为圆管抽芯先完成脱模,定、动模再开始分模,斜导柱带动动模型腔滑块脱模。冷却水路采用直通+水井+圆弧形水槽的混合布局。该模具采用一模四腔,为了使产品的注塑压力相同,采用热流道、点浇口的浇注系统。该模具结构合理,为类似产品的模具设计提供参考。