摘要:体内生物医学设备是振动能量收集研究最多的应用之一。在本文中,我们研究了一种新型高位移设备,用于收集心跳以驱动无导线植入式起搏器。由于位置特殊,设计此类设备时必须考虑某些限制。事实上,系统的总尺寸不得超过 5.9 毫米,才能在无导线起搏器内使用,并且它必须能够在低于 50 Hz 的频率下产生低于 0.25 m/s 2 的加速度。建议的设计是基于尺寸为 4.5 mm 的方形驻极体的静电系统。它基于准手风琴结构,具有非常低的 26.02 Hz 谐振频率和 0.492 N/m 的低刚度,使其在此类应用中非常有用。使用充电电压为 1000 V 的特氟隆驻极体,该装置能够在共振频率下以 0.25 m/s 2 的振动速率产生 10.06 μW 的平均功率。
摘要 本出版物研究了新型压电材料在振动飞机结构上的能量收集应用。这些材料与传统的压电换能器材料(如压电陶瓷)相比具有显著的优势。特别是,木质材料形式的生物材料和辐照交联聚丙烯形式的铁电驻极体是研究的对象。两种材料都显示了机械和机电性能方面的材料特性。对于木质材料,使用压缩试验,因为材料具有承重性能。铁电驻极体具有高柔顺性,因此在拉伸试验中研究了材料特性,并在四点弯曲试验中研究了其粘在动态弯曲表面上的行为。此外,还介绍了铁电驻极体材料模型的 FE 模型,并通过实验结果进行了验证。给出了两种材料不同概念的功率输出估计。
突触可塑性对于模仿感觉知觉、学习、记忆和遗忘具有基本意义。[1 − 3] 它通过控制突触前事件的发生来加强或削弱神经元间的连接,以突触后电流 (PSC) 为输出,从而实现对过程的定量监测。[4,5] 例如,通过重复的突触前刺激可以实现促进,从而增强超快突触传递和记忆巩固。[6] 相反,相反的过程是抑制,它代表一种抑制操作,避免过度兴奋并维持神经网络的稳定性。 [7] 由于突触可塑性在人工智能中起着促进人机交互的关键作用,人们投入了大量精力利用有机共轭材料模拟生物突触,旨在编码和放大信息。 [8 − 16] 特别是电解质门控有机材料在通道中结合了电荷传输和电化学掺杂, [17 − 19] 因此它们代表了赋予突触装置独特电性能的多功能平台。 [20 − 23] 将它们集成到光电装置中的努力导致了有机电化学晶体管 (OECT) 的发展。 [19] 作为电子突触,OECT 中离子掺杂和去掺杂的动力学已经被开发来模拟促进和抑制行为。 [10,20] 作为一种模型系统,电解质门控的 PEDOT:PSS 因可移动离子和聚合物骨架之间的可逆电化学相互作用而受到研究。[9,11] 在静电门控下,移动阴离子被驱动掺杂通道,增加通道电导率,从而产生促进作用。通过反转静电门控的极性,渗透到通道中的阴离子被提取出来,从而有可能按照抑制过程恢复到原始状态。通过掌握这种极性诱导的开关,已经实现了各种具有复杂功能的有机突触。[15] 在使用水性电解质[9,10,16]离子凝胶[14,17,23]和聚电解质门控[12]时,它们同时以电子双层 (EDL) 的形成为特征
摘要 —本文基于 MEMS 技术设计并制作了带穿孔电极的驻极体振动能量收集器。装置中的固定电极上分布有通孔,以优化能量收集过程。在有限元法 (FEM) 模拟和实验中分析并讨论了孔对装置输出功率的影响。可以看出,通孔可以有效降低大气中可移动质量块上的挤压膜空气阻尼力。因此,可以减少由于空气阻尼造成的能量损失,并增加装置的输出功率。还详细研究了孔直径和数量对装置输出功率的影响。通过优化孔的配置,孔直径为 400 µ m、深度为 100 µ m 的穿孔装置在 1.84 m/s 2 的低加速度下表现出最高的功率输出,这证明了未来在自供电电子产品中的良好应用。 [2020-0380]