محققان ایرانی روشی نوین برای حسگرهای پوشیدنی مبتنی بر سطح دورهای سهگانه ابداع کرده اند که کاربردهای مختلفی برای نظارت بر بدن دارد و میتوان از آن برای رصد راه رفتن و تنفس استفاده کرد.
رساناهای سلولی که به صورت افزودنی تولید میشوند، اجزای «پیزومقاومتی» مناسبی هستند، زیرا قابلیت تنظیم مکانیکی را ارائه میدهند و مسیرهای نفوذ قابل کنترل را فراهم میکنند.
درهمین راستا محققان طی پژوهشی، ساختارهای سلولی با مساحت سطح بالا را با معماریهای مبتنی بر سطح دورهای سهگانه (TPMS) مهندسی کردند تا واکنش «پیزومقاومتی» در گجتهای پوشیدنی را خود طراحی و تنظیم کنند.
برای این منظور آنها یک فرآیند ساخت ساده و ارزان پیشنهاد کردند که در آن یک تکنیک چاپ سه بعدی مدلسازی رسوب ذوب شده برای ساخت ساختارهای سلولی پلی یورتان گرمانرم انعطافپذیر (TPU) استفاده شد.
اتصال داخلی طرحهای TPMS پوشش یک لایهای گرافن پیوسته که روی سطوح داخلی TPU از طریق فرآیند غوطهوری آسان را فعال میکند. تاثیرات شکل منافذ بر مقاومت پیزو در چهار ساختار مختلف TPMS (یعنی اولیه، الماس، ژیروید و I-WP) بررسی شد.
پس از آن خواص مکانیکی حسگرها از طریق روشهای تجربی و روشهای محاسباتی با استفاده از تحلیل اجزا محدود مدل هایپرالاستیک Mooney-Rivlin ارزیابی شدند. در نهایت، محققان به این نتیجه رسیدند که ساختار اولیه ویژگیهای «پیزومقاومتی» مناسبی را برای حس راه رفتن و ساختار الماس نتایج مطلوبی را برای نظارت بر تنفس ارائه میدهد.