Fabrication and characterization of flexible strain sensors for wearable applications
Giyilebilir uygulamalar için esnek gerinim sensörlerinin üretimi ve karakterizasyonu
- Tez No: 920787
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET YÜKSEKKAYA, PROF. DR. HÜSNÜ EMRAH ÜNALAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Bioengineering, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Anabilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 110
Özet
Esnek gerinim sensörleri mekanik deformasyonları elektrik sinyallerine dönüştürür. Bu sensörler, biyomedikal mühendisliği, sağlık izleme, sanal gerçeklik, yumuşak robotik ve insan makine arayüzleri gibi çok sayıda uygulama nedeniyle giderek daha popüler hale gelmektedir. Gerinim sensörleri, algılama mekanizmalarına göre dirençli, kapasitif, optik, triboelektrik ve piezoelektrik tip gerinim sensörleri olarak kategorize edilir. Genellikle dirençli ve kapasitif tip gerinim sensörleri, kolay entegrasyon, basit okuma mekanizması ve büyük gerilebilirlik gibi özellikleri nedeniyle kullanılır. Gerinim sensörlerinin performansı hassasiyet, gerilebilirlik, doğrusallık, histerezis, dayanıklılık, aşma davranışı ve tepki ve iyileşme süreleri ile belirlenir. Sensörlerin üretiminde iletken malzemeler ve esnek alttaşlar kullanılmıştır. Bu çalışma, gerinim sensörlerinde kullanılan malzemelerin ve üretim yöntemlerinin önemini araştırmaktadır. Sensörlerin üretiminde sprey kaplama, transfer baskı, daldırma kaplama, damla döküm, çözelti karıştırma ve emdirme yöntemleri kullanılmıştır. Ayrıca, malzeme olarak karbon türevleri, gümüş nanoteller ve Ecoflex kullanılmıştır. Bu sensörleri karakterize etmek için elektriksel testler için LCR metre ve çekme testleri için çekme test makinesi kullanıldı. Çalışmaya göre, daldırma kaplama yöntemi ile üretilen sensörler, kullanılan tüm fabrikasyon yöntemleri arasında en başarılı olanıydı. Grafen daldırmalı gerinim sensörü 404969 S-1, %602 gerinim gösterdi ve 1 gauge faktörüne sahip. Grafit daldırmalı gerinim sensörü 127525 S-1, %604 gerinim gösterdi ve 1 gauge faktörüne sahip. Bu sonuçlar, bu sensörlerin insan hareketlerinin izlenmesi gibi uygulamalarda kullanılabileceğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Flexible strain sensors convert mechanical deformations into electrical signals. These sensors become increasingly popular because of their multitude of applications, such as biomedical engineering, healthcare monitoring, virtual reality, soft robotics, and human machine interfaces. Strain sensors are categorized as resistive, capacitive, optical, triboelectric, and piezoelectric type strain sensors according to their sensing mechanisms. Commonly, resistive and capacitive type strain sensors are utilized because of their characteristics like easy integration, simple reading mechanism, and great stretchability. The performance of the strain sensors is determined by sensitivity, stretchability, linearity, hysteresis, durability, overshoot behavior, and response and recovery times. Conductive materials and flexible substrates are employed in the fabrication of the sensors. This study investigates the importance of the materials and fabrication methods used in strain sensors. To fabricate the sensors, spray coating, transfer printing, dip coating, drop casting, solution mixing, and impregnation methods were utilized. Also, as materials, carbon derivatives, silver nanowires, and Ecoflex were employed. An LCR meter was used for electrical tests, and a tensile testing machine was used for tensile tests to characterize these sensors. According to the study, sensors produced with the dip coating method were the most successful among all fabrication methods that were used. The graphene-dipped strain sensor showed 404969 S-1, 602% strain, and has 1 gauge factor. The graphite-dipped strain sensor showed 127525 S-1, 604% strain, and has 1 gauge factor. These results illustrate that these sensors can be used in applications such as human motion monitoring.
Benzer Tezler
- Fabrıcatıon of 3D prınted flexıble polyurethane nanocomposıte
3b baskili esnek poliüretan nanokompozit imalati
ALİCAN MERT
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BİRGÜL BENLİ
- Kumaş yüzeylerine metamalzeme tabanlı giyilebilir sensör uygulamaları
Metamaterial-based wearable textile sensor applications on fabric surfaces
BERKER ÇOLAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİskenderun Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OĞUZHAN AKGÖL
- Kuvvete duyarlı nanotüp/polimer bazlı elektroeğrilmiş esnek nanoliflerin sentezi ve elektromekanik performansının incelenmesi
Synthesis of force sensitive carbon nanotube/polymer based electrospun flexible nanofibers and investigation of electromechanical performance
ŞULE PINAR CİNFER
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AFİFE BİNNAZ HAZAR
DR. ÖĞR. ÜYESİ ABDULKADİR ŞANLI
- Giyilebilir cihazlar için dinamik gerinim aralığında çalışan grafen tabanlı esnek nanokompozit sensörlerin geliştirilmesi
Development of graphene-based flexible nanocomposite sensors operating in the dynamic strain range for wearable devices
HANDAN KUTLU BALIKÇI
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Bilim ve TeknolojiHacettepe ÜniversitesiNanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ CEM BAYRAM
- Synthesis and characterization of strain sensitive multi-walled carbon nanotubes/epoxy based nanocomposites
Gerilmeye duyarlı çok duvarlı karbon nanotüp/epoksi esaslı nanokompozitlerin sentezi ve karakterizasyonu
ABDULKADİR ŞANLI
Doktora
İngilizce
2018
Polimer Bilim ve TeknolojisiTechnische Universität Chemnitz (TUC)Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OLFA KANOUN