|
|
Compatibility of piezoelectric semicrystalline polymerand osteoblastic cells
Havlíková, Tereza
For the improvement of tissue regeneration,functional polymer scaffolds that can mimic the extracellularmatrix of human tissue are extremely desirable. Depending on thetissue that the scaffolds are intended to resemble, these scaffoldsmust satisfy highly precise requirements such as non-toxicity orfibrous structure. High piezoelectricity and hydrophilicity alsoproved to have convenient effects. Due to their innate capability tocreate surface charges under mechanical stress, piezoelectricmaterials such as polyvinylidene fluoride (PVDF) become excellentcandidates for creating functional scaffolds. It is desired for PVDFto also have hydrophilic properties. Otherwise, it could preventadequate cell adhesion and growth necessary for the constructionof biomimetic scaffolds. For this study, electrospinned PVDFnanofibers covered by human or mouse osteoblasts were subjectedto Raman spectroscopy, measurement of the contact angle of theliquid wettability on the sample surface to observe hydrophobicityand hydrophilicity, and scanning electron microscopy (SEM) toassess properties of the material in relation to oxygen plasmatreatment.
|
|
|
Měření parametrů piezo energy harvesterů
Kunz, Jan ; Novák,, Martin (oponent) ; Hadaš, Zdeněk (oponent) ; Beneš, Petr (vedoucí práce)
Tato disertační práce se zabývá měřením parametrů piezoenergy harvesterů, zejména měřením jejich účinnosti. V první části práce jsou shrnuty důležité metriky pro jejich srovnání a přehled existujících měřicích systémů pro měření výkonových parametrů harvesterů. Měření účinnosti harvesterů je z důvodů komplikovaného měření příkonu zjednodušováno a účinnost harvesterů se počítá z jeho parametrů. Tento způsob nicméně není přesný, protože zanedbává mechanické ztráty, a má velkou nejistotu měřeni. Z tohoto důvodu je hlavním cílem práce najít způsob, jak přímo změřit příkon harvesteru a tak změřit jeho účinnost dle definice, tedy včetně mechanických ztrát. Na základě analýzy toku výkonů ve výkonovém řetězci harvesteru byl nalezen způsob, jak tohoto cíle dosáhnout. Poté jsem vytvořil automatizovaný měřicí systém, který umožňuje měřit výkonové parametry harvesterů a také jeho účinnost včetně stanovení nejistot měření. V poslední části jsou porovnány výkony, parametry a zejména oba druhy účinnosti pro komerčně dostupné harvestery. Dle předpokladů vychází hodnoty účinnosti dle definice menší než v případě její zjednodušené verze. Nicméně tento poměr se pro různé typy harvesterů velmi liší, u PZT harvesterů je nová účinnost přibližně třetinová, ale v případě PVDF harvesterů je pouze setinová. Tento výrazný rozdíl ukazuje, že různé typy harvesterů mají velké rozdíly v mechanických ztrátách, tento rozdíl až dosud nemohl být měřen a tak zůstával opomíjen.
|
|
|
Příprava a charakterizace vláknitých vrstev pomocí elektrostatického zvlákňování pro piezoaplikace
Svobodová, Anežka ; Kaštyl, Jaroslav (oponent) ; Částková, Klára (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce se zabývá přípravou a charakterizací kompozitních vláknitých vrstev na bázi PVDF připravených pomocí elektrostatického zvlákňování. Jako plniva byly použity keramické částice TiO2, BaTiO3 a BCZT. Vlákna byla připravena s obsahem 10, 20, 30, 40 a 50 % těchto částic a následně byly charakterizována jejich morfologie, zastoupení piezoaktivních fází a dielektrická charakteristika. Byl ukázán vliv přítomnosti částic na průměr vlákna a na podíl krystalinity polymeru. Velikost částic významně ovlivnila jejich distribuci ve vláknech. Piezoelektrické částice dále ovlivnily obsah elektroaktivních fází beta a gamma. Nejvyšší podíl elektroaktivních fází byl stanoven u vláken plněných BaTiO3, který dosahovala až 98 %. U vlákenen s BaTiO3, byly dále naměřeny hodnoty dielektrické konstanty, které dosahovaly oproti předpokladu nižších hodnot díky vysoké porozitě připravených vláken. Připravená vlákna lze považovat za perspektivní nejen pro piezoaplikace, proto bude dále studována optimalizace jejich přípravy a měření elektrických charakteristik.
|
|
|
Characterization and preparation of PVDF nanofiber matrices for wearable electronics
Zajacová, Lucia ; Papež, Nikola (oponent) ; Macků, Robert (vedoucí práce)
The presented bachelor thesis deals with the process of production PVDF nanofiber matrices uising electrospinning and subsequent electrical characterization of the produced material. At the beginning, it introduces nanotechnologies and their undeniable importance in medical applications. It focuses on the influence of process parameters, production enviroment and the very properties of the spinning solution itself, leading to final character of the spun fiber. Various morphological differences obtained by individual process settings then continue to influence their piezoelectric properties, which are the subject of the reaserch in the experimental part of this thesis. The obtained results are applied to devices uising the piezoelectric effect with the potential for application in the biotechnological fields.
|
|
|
Triboelectric Sensing Systems
Riha, David
Triboelectric phenomenon, historically, is one of many problems which engineers wantedto be avoid. However nowadays this phenomenon seems to be useful source of electrical signalfor displacement measurement. In this work all sensing elements are made from pure PVDF byelectrospinning manufacturing method. Nano fibres, which are result of the process are placed toaluminium foil naturally without mechanical rectifying. Used material was tested only for triboelectriccharge generation, although piezoelectric phenomenon was expected. We were not able toquantify it by standard methods, probably due to chaotic structure and fabric behaviour of the finalproduct. Triboelectric phenomenon is possible to measure directly, and systems are more predictable.Finally, two modes were tested, and potential advantages and disadvantages were qualified.
|
|
|
Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy Of Doped PVDF Fibers
Smejkalová, Tereza
This work aims to further improve properties of Polyvinylidene fluoride (PVDF), one ofthe most promising electroactive polymers, by the inclusion of powders of piezoactive materials.PVDF was formed by electrospinning into fibres with a thickness of 0.5 – 1.5μm and then examinedin a scanning electron microscope including energy-dispersive X-ray spectroscopy. The obtainedproperties of doped PVDF could be used in the design of sensors. Before that, it is essentialto perform a series of analysis to support or deny the use of adjusted fibres for sensor design.
|
|
|
Pvdf —AN Ideal Candidate For Use In Nanogenerators
Pisarenko, Tatiana
In this work, the PVDF composite, also known as polyvinylidene fluoride in the formof thin nanofibres, was created. Subsequently, a single-fibre characterization was performed, whichproves its piezoelectric properties and describes its structure. Electron microscopy, atomic forcemicroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy were chosen as characterization methods. Thediscussion in this paper deals with the ability of these fibres to use PVDF as a nanogenerator.
|
|
|
Characterization Of Pvdf Nanofibers Created By The Electrospinning Method
Pisarenko, Tatiana
The work investigates structure and properties of composite fibers created by the electrospinning method for piezoapplications. Polyvinylidene fluoride (PVDF) was used as a precursor. As an electrospining parameter, the collector speed of 300 and 2000 rpm was selected, which significantly affects the properties of nanofibers. The structure of fibers was investigated by scanning electron microscopy (SEM) using focused ion beam (FIB). Morphology and piezoelectric domains was observed using piezoresponse force microscopy (PFM). Phase composition was identified using Raman spectroscopy and by Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR). Found results are essential for the design and construction of piezoelectric based structures.
|
|
|
Characterization of PVDF material in nanoscale resolution
Pisarenko, Tatiana ; Dallaev, Rashid (oponent) ; Sobola, Dinara (vedoucí práce)
This work deals with the characterization of nanofibers based on polyvinylidene fluoride. The focus is on the piezoelectric properties of the fiber, which are studied by piezoelectric force microscopy. Thus, two types of different samples were measured, which differed in the fabrication parameters. The differences in the fibers in their phase composition were also investigated using Raman spectroscopy and Fourier-transform infrared spectroscopy. Chemical analysis of the surface and its state was performed using X-ray photoelectron spectroscopy. The different arrangement of the nanofibers together with their cross-section was observed by a scanning electron microscope using focused ion beam. The wettability and contact angle of the surface of the samples with demineralized water were also examined. It was found that the higher speed of the roller during the electrospinning process has a very significant effect on their arrangement and thus on the parameters affecting the formation of the piezoelectric effect and other material properties.
|
|
|
Elektrospřádaná vlákna na bázi PVDF a nylonu
Černohorský, Petr ; Sobola, Dinara (oponent) ; Papež, Nikola (vedoucí práce)
Polymerní nanovlákna využívané pro konstrukci triboelektrického nanogenerátoru (TENG) a piezoelektrického nanogenerátoru (PENG) jsou nové a perspektivní technologie pro získávání energie. Díky generování elektrické energie na základě mechanického pohybu (deformace) mohou tato vlákna najít uplatnění v oblasti samonapájených elektronických zařízení. V této práci byly pomocí elektrostatického zvlákňování připraveny tři nanovláknité struktury materiálů: čistý polyvinylidenfluorid (PVDF), čistý polyamid-6 (PA6) a jejich mísená kombinace PVDF/PA6. Pro studium vlastností nanovláken byly použity nedestruktivní analýzy jako Ramanova spektroskopie, FTIR, XPS a pozorování pomocí elektronového mikroskopu. Analýzy potvrdily pozitivní vliv elektrostatického zvlákňování polymerů na podporu tvorby vysoce polární krystalické -fáze u PVDF a , –fáze u PA6. Uspořádání struktury nanovláknitého materiálu a jejich defekty byly pozorovány rastrujícím elektronovým mikroskopem (SEM). Dále u materiálů byl měřen kontaktní úhel smáčivosti kapaliny na povrchu a bylo provedeno měření permitivity pro sledování dielektrických vlastností. Popsané výsledky činí mísený materiál PVDF/PA6 velice perspektivním pro další zkoumání v oblasti nanogenerátorů a funkčních textilů.
|
host ::
RSS.