Tato diplomová práce popisuje přípravu kompozitu složeného z termoplastického polyuretanu a zapletených mnohostěnných uhlíkových nanotrubic. Vakuovou filtrací vodné disperze trubic byly trubice převedeny na polyuretanovou membránu a následně nažehleny na polyuretanovou nosnou vrstvu. Takto byl připraven kompozitní deformační senzor, u něhož byly následně testovány parametry možné detekce deformace a možnost použití pro monitorování pohybu lidského těla. Byl dále stanoven vliv navážky trubic na rozsah a přesnost měření, dále zvýšení citlivosti senzorického členu řízeným předpětím a nakonec možná aplikace jako snímač pohybu lidského kolene v zapojení jako více senzorického členu.
Annotation in English
In this thesis the preparation of thermoplastic composite based on polyurethane with entangled multiwalled carbon nanotubes is described. Carbon nanotubes were transferred to a polyurethane membrane by vacuum filtration of their aqueous dispersion and finally fixed on polyurethane base by ironing. It was found that the prepared composite structure is sensitive to strain. Subsequently parameters suitable for detection of human being movement were tested. Among others the influence of nanotubes amount on the range and accuracy of strain measurement was determined. Further, the effect of sensitivity to strain enhancement by controlled mechanical preloading was found. Finally, detection of human knee movement was set up as multi-sensor strain detection.
Keywords
uhlíkové nanotrubičky, senzor deformace, polyuretan, více senzorická detekce, biomechanika
Tato diplomová práce popisuje přípravu kompozitu složeného z termoplastického polyuretanu a zapletených mnohostěnných uhlíkových nanotrubic. Vakuovou filtrací vodné disperze trubic byly trubice převedeny na polyuretanovou membránu a následně nažehleny na polyuretanovou nosnou vrstvu. Takto byl připraven kompozitní deformační senzor, u něhož byly následně testovány parametry možné detekce deformace a možnost použití pro monitorování pohybu lidského těla. Byl dále stanoven vliv navážky trubic na rozsah a přesnost měření, dále zvýšení citlivosti senzorického členu řízeným předpětím a nakonec možná aplikace jako snímač pohybu lidského kolene v zapojení jako více senzorického členu.
Annotation in English
In this thesis the preparation of thermoplastic composite based on polyurethane with entangled multiwalled carbon nanotubes is described. Carbon nanotubes were transferred to a polyurethane membrane by vacuum filtration of their aqueous dispersion and finally fixed on polyurethane base by ironing. It was found that the prepared composite structure is sensitive to strain. Subsequently parameters suitable for detection of human being movement were tested. Among others the influence of nanotubes amount on the range and accuracy of strain measurement was determined. Further, the effect of sensitivity to strain enhancement by controlled mechanical preloading was found. Finally, detection of human knee movement was set up as multi-sensor strain detection.
Keywords
uhlíkové nanotrubičky, senzor deformace, polyuretan, více senzorická detekce, biomechanika
1.Vypracujte literární studii na dané téma s využitím dostupné odborné literatury. 2.Připravte soustavu senzorických členů na principu CNT a termoplastického elastomeru umístěných na elastické kolenní bandáži s cílem získat v průběhu měření soubor deformačních odezev pro detekci pohybu kolene v různých směrech jeho osy. 3.Optimalizujte kroky přípravy. Posuďte vhodnost použití takovéhoto členu z pohledu parametrů, jako jsou opakovatelnost, vratnost, citlivost a selektivita odezvy. 4.Získané poznatky zpracujte do diplomové práce.
Research Plan
1.Vypracujte literární studii na dané téma s využitím dostupné odborné literatury. 2.Připravte soustavu senzorických členů na principu CNT a termoplastického elastomeru umístěných na elastické kolenní bandáži s cílem získat v průběhu měření soubor deformačních odezev pro detekci pohybu kolene v různých směrech jeho osy. 3.Optimalizujte kroky přípravy. Posuďte vhodnost použití takovéhoto členu z pohledu parametrů, jako jsou opakovatelnost, vratnost, citlivost a selektivita odezvy. 4.Získané poznatky zpracujte do diplomové práce.
Recommended resources
P. Slobodian, P. Riha, and P. Saha, A highly-deformable composite composed of an entangled network of electrically-conductive carbon-nanotubes embedded in elastic polyuretane, Carbon 50(10), 3446-3453, 2012. Slobodian, P., Riha, P., Olejnik, R., Cvelbar, U., Saha, P. Enhancing effect of KMnO4 oxidation of carbon nanotubes network embedded in elastic polyurethane onoverall electro-mechanical properties of composite. Composites. Science and Technology, vol. 81, p. 54-60, ISSN 0266-3538, 2013. P. Slobodian, P. Riha, R. Benlikaya, P. Svoboda, D. Petras, A flexible multifunctional sensor based on carbon nanotubes network/polyurethane composite. IEEE Sensors Journal 13, 4045-4048, 2013.
Recommended resources
P. Slobodian, P. Riha, and P. Saha, A highly-deformable composite composed of an entangled network of electrically-conductive carbon-nanotubes embedded in elastic polyuretane, Carbon 50(10), 3446-3453, 2012. Slobodian, P., Riha, P., Olejnik, R., Cvelbar, U., Saha, P. Enhancing effect of KMnO4 oxidation of carbon nanotubes network embedded in elastic polyurethane onoverall electro-mechanical properties of composite. Composites. Science and Technology, vol. 81, p. 54-60, ISSN 0266-3538, 2013. P. Slobodian, P. Riha, R. Benlikaya, P. Svoboda, D. Petras, A flexible multifunctional sensor based on carbon nanotubes network/polyurethane composite. IEEE Sensors Journal 13, 4045-4048, 2013.
