基里加米支持的可伸缩激光诱导石墨烯加热器用于可穿戴热疗法
Junyu Chen1,2, Yichao Shi1, Binbin Ying1,3
1Department of Mechanical and Industrial Engineering, University of Toronto, 5 King's College Road, Toronto, Ontario, M5S 3G8, Canada. xyliu@mie.utoronto.ca.
Materials horizons
|February 16, 2024
概括
我们开发了成本效益高,可伸缩的激光诱导石墨烯 (LIG) 加热器,使用kirigami图案进行可穿戴热疗法. 这些可适应的LIG加热器为医疗应用提供了出色的伸展性和强大的性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 生物医学工程 生物医学工程
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 可穿戴式热疗设备对于治疗肌肉,关节损伤和关节炎至关重要.
- 目前的可拉伸式加热器面临的挑战包括高成本,复杂的制造和有毒材料,阻碍了广泛的医疗采用.
研究的目的:
- 为热疗开发具有成本效益,可定制和高度伸展的可穿戴加热器.
- 为了研究激光诱导石墨烯 (LIG) 与kirigami图案的使用,以提高加热器性能和皮肤符合性.
主要方法:
- 采用单步激光制造方法,制造出具有三种不同的kirigami图案的LIG加热器.
- 激光参数进行了调整,以平衡LIG的机械强度和电导率.
- 使用实验测量 (压力,电阻,温度) 和有限元素分析 (FEA) 来优化切割间距比率.
主要成果:
- 优化的LIG加热器表现出显著的单向拉伸能力 (>100%) 和多向拉伸能力 (>20%),性能损失最小.
- 基里加米图案使得可靠的伸展性通过外平面曲.
- 车身和疲劳测试证实了加热器的坚固性和实际应用性.
结论:
- 开发的LIG加热器为传统热疗法设备提供了具有成本效益,安全和可定制的替代方案.
- 它们的多式拉伸性和适合性使得它们在可穿戴热疗法中对皮肤应用非常有希望.
- 这种制造方法促进了可伸缩加热器用于医疗用途的普及.
