A nagy teljesítményű szálak olyan kémiai szálakra vonatkoznak, amelyek speciális fizikai és kémiai szerkezettel, teljesítménnyel és felhasználási móddal, vagy speciális funkcióval rendelkeznek. A nagy teljesítményű szálas kompozitok nagy teljesítményű szálakból, mint erősítőanyagból és gyantából, mint mátrixból készülnek. Könnyű súlyuknak, nagy szilárdságuknak és kiváló formázhatóságuknak, fáradásállóságuknak, korrózióállóságuknak, erős kialakításuknak, könnyű feldolgozhatóságuknak és formázhatóságuknak, valamint egyéb kiváló tulajdonságaiknak köszönhetően széles körben használják a repülőgépiparban, a nemzetvédelemben, a közlekedésben, az ipari mérnöki munkákban, a geotechnikai építésben, a biológiai orvostudományban, az elektronikai iparban és más területeken.

Kínai és szingapúri tudósok bemutattak egy nagy teljesítményű, szén nanocsövekből készült rostos kompozitot, poliészter szálak és gumitestek, amelyek kulcsfontosságú alkotóelemekként használhatók különböző mesterséges exoreceptorok és proprioceptív receptorok építéséhez a mesterséges perifériás érzékszervi idegrendszer számára. Az intelligens szerkezeti tervezésnek köszönhetően mindkét receptor kiváló nyújthatósággal és gyors válaszidővel rendelkezik. Egy rugalmas áramkörrel kombinálva a mesterséges perifériás érzékszervi ideg eszköz pontosan képes érzékelni a különböző ízületek hajlítási változásait, ami virtuális zongora hangerőszabályozására, vezeték nélküli gépelésre, szórakoztató interakcióra stb. használható. Fontos mintát nyújt a nagy teljesítményű és többfunkciós integrált mesterséges perifériás érzékszervi idegrendszer kutatásához, és fontos perceptuális alapot teremt az intelligens protézisek és lágy robotok fejlesztéséhez.

Biológiai inspiráció és a bionikus receptor tervezési ötletei

A perifériás szenzoros idegrendszer magában foglalja a külső érzékelést és a propriocepciót. Külső tárgyakkal való interakció során a perifériás szenzoros idegrendszer ellátja a testet a szükséges érzékszervi információkkal a döntéshozatalhoz. Az exoceptor egy érzékszervi szövet vagy testrész, például a szem, a fül, az orr vagy a bőr, amely felismeri a testre érkező külső ingereket. Ezek a külső környezetben lévő különböző ingerek (beleértve a fényt, a hangot, a gázt és a nyomást) különböző külső receptorokon keresztül érzékszervi idegimpulzusokká alakíthatók, majd az afferens idegből a megfelelő érzékszervi központba továbbíthatók, hogy különböző érzéseket keltsenek. Az exoceptorokon keresztül az emberi test külső érzéseket kelt, és megtanulja a külső tárgyak jellemzőit. A proprioceptorok az erekben, a bőrben vagy az izmokban található érzékszervi szövetek, amelyek információt nyújtanak a test mozgásáról, valamint a végtagok és más szervek helyzetéről és állapotáról. Az izomfeszültség és -terhelés, valamint az ízületi hajlítás különböző proprioceptorokon keresztül idegimpulzusokká alakítható. Az agykéreg ezután idegpályákon és a gerincvelőn keresztül idegimpulzusokat fogadhat. Ily módon az emberek propriocepciót fejlesztenek ki.

Nyújtható szálas funkcionális kompozitok és mesterséges testérzékelők teljesítménye

Mesterséges külső receptorok teljesítménye és jellemzői

Integrált mesterséges perifériás szenzoros idegrendszer és flexibilis áramköri alkalmazás

A kutatás tartalma: „Egy mesterséges perifériás idegrendszer, amely nagymértékben nyújtható és integrált multifunkcionális „szenzorokon” alapul” – ezt publikálták a legújabb Advanced Functional Materials folyóiratban.