Flexible printed electronics for touch and strain feedback
Temas ve gerilim geri bildirimine sahip elastik baskılanmış elektronik devreler
- Tez No: 898645
- Danışmanlar: DOÇ. DR. FATİH İNCİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 105
Özet
This era of technological revolution demands more innovation in making the electronics and devices used in everyday human lives more and more personal and interactive. The colossal interest and research in the development of flexible and multi-functional sensors are a result of this demand. However, it is still a significant challenge to fabricate such flexible wearable devices using simple and cost-effective approaches that can be utilized in mass production or directly integrated into textile manufacturing without introducing additional complicated steps that require high-end laboratory-grade technology. This thesis addresses the issue regarding the need for a mass-producible process for developing wearable and flexible sensors by utilizing ancient technology like stencil printing that is fast, simple, and cost-effective. In this work, a graphene/carbon black complex-based conductive ink was developed, which utilizes the filler behavior of carbon black particles among graphene sheets to enhance the electrical performance of the ink. The polymer-assisted binding using polycarbonate enabled the ink to be easily printable with desired patterns with excellent adhesion and stability. First, a functional tattoo capable of sensing different pressure levels was developed, which works by utilizing the change in capacitance of a two-dimensional printed capacitor with the change of pressure. An interdigitated comb geometry was used to fabricate the capacitive sensor that increases the interactive area between the electrodes, resulting in enhanced performance of the two-dimensional capacitor. The capacitive touch sensor could differentiate among multiple pressure levels at different time ranges with fast and consistent performance. Furthermore, a stretchable textile-based strain sensor was developed with the ink on a cotton fabric substrate that can detect human motion and bending by measuring the change in resistance using the same stencil printing methodology. The sensor was capable of detecting different levels of bending and also was able to differentiate between fast and slow bending motion. Furthermore, the textile-based strain sensor could withstand multiple washing cycles and could exhibit similar performance trends for strain sensing.
Özet (Çeviri)
Bu teknolojik devrim çağı, günlük insan yaşamında kullanılan elektronik ve ci hazlarım daha kişisel ve interaktif hale getirilmesinde daha fazla yenilik gerek tirmektedir. Esnek ve çok fonksiyonlu sensörlerin geliştirilmesine olan büyük ilgi ve arastirmalar, bu talebin bir sonucudur. Ancak, bu tür esnek giyilebilir ciha zları, kitlesel üretimde kullanılabilecek veya yüksek kaliteli laboratuvar teknolojisi gerektiren ek karmaşik adımlar gerektirmeyen basit ve maliyet etkin yaklaşimlar kullanarak üretmek hålá önemli bir xorluktar. Bu te, stencil baski gabi hal basit ve maliyet etkin bir teknoloji kullanarak kitlesel üretime uygun esnek ve giyilebilir sensörlerin geliştirilmesi ihtiyacnı ele almaktadır. u çalişmada, karbon siyahi parçacıklarımın grafen tabakaları arasında dolgu malzemesi olarak davranmasımı kullanarak mürekkebin elektriksel performansin arturan, grafen/karbon siyahı kompleksi bazlı bir iletken mürekkep geliştirilmistir. Polikarbonat kullamlarak yapilan polimer desdekli baglama işlemi, mürekkebin istenilen desenlerle kolayca basılabilmesini ve mükemmel yapişma ve stabilite sağlamasinı mümkün kılmıştır. Ilk olarak, farklı basınç seviyelerini algilayabilen fonksiyonel bir dövme geliştirilmiştir. Bu dövme, basınç degişimi ile iki boyutlu bir kapasitörün kapasitansındaki değişimi kullanarak çalişır. Kapasitif sensörün performansinı artıran, elektrotlar arasındaki etkileşim alanını artıran interdigi tated tarak geometrisi kullanılmistır. Kapasitif dokunmatik sensör, farkli basinç seviyelerini farkli zaman aralıklarında hizli ve tutarli performansla ayırt ede bilmistir. Avnica, pamuklu kumas althk üzerinde avm stencil baski mctodolojisi kullanılarak insan hareketi ve bükülmeyi algılayabilen esnek bir tekstil tabanlı gerinim sensörü geliştirilmiştir. Sensör, farklı bükülme seviyelerini tespit ede bilmiş ve ayrica hızli ve yavaş bükülme hareketleri arasında ayrim yapabilmiştir. ast, tekstil tabanli gerinim sensörü birden fazla yikama döngiistine dayan abilmiş ve gerinim algılama için benzer performans eğilimleri sergileyebilmiştir.
Benzer Tezler
- Elektronik baskı uygulamalarına yönelik alaşım ve metalik nano partiküllerin üretimi
Alloy and metallic nanoparticle production for printed electronics
ŞERZAT SAFALTIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN
- Origami robot hinge proprioception with flexible printed sensors
Origami robot eklemlerinin esnek basılı algılayıcılar ile özalgılaması
DİLA TÜRKMEN
Doktora
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ATAKAN ALTINKAYNAK
DR. ÖĞR. ÜYESİ MERVE ACER KALAFAT
- Development of textile based temperature sensor for wearable electronics
Giyilebilir elektronikler için tekstil tabanlı sıcaklık sensörü geliştirilmesi
BURCU ARMAN KUZUBAŞOĞLU
Doktora
İngilizce
2021
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SENEM KURŞUN BAHADIR
- Füze gövdesi için konformal mikroşerit anten analizi ve tasarımı
Conformal microstrip antenna analysis and design for missile fuselage
MEHMET SAĞLAM
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİRSEN SAKA TANATAR
- Lityum iyon piller için baskı teknolojilerine uygun LFP/RGO katotların geliştirilmesi
Development of LFP/RGO cathodes suitable for print technologies for lithium ion batteries
MUSTAFA FURKAN SÖKMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MAHMUD TOKUR