Show simple item record

Wearable systems, multifunctional materials and flexible structures

dc.contributor.advisorVASSILIADIS, SAVVAS
dc.contributor.authorΡεπούλιας, Αριστείδης
dc.date.accessioned2022-01-21T10:31:05Z
dc.date.available2022-01-21T10:31:05Z
dc.date.issued2020-02-24
dc.identifier.urihttps://polynoe.lib.uniwa.gr/xmlui/handle/11400/1677
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.26265/polynoe-1528
dc.description.abstractTriboelectricity is a natural phenomenon, which had been considered to cause only negative results until some years ago. Wide research has been applied over the last decade to use it positively, mainly in energy harvesting and monitoring sensors. But most of the interest has focused on its novel applications than on how it exactly works. The integration of textiles in these novel applications makes them more promising as they can provide large surface areas and continuous activation thanks to the lasting movement of the wearer, while on the other hand, they can offer flexibility, elasticity, breathability, robustness etc to the final product. No matter if their electric outputs are lower than the ones of complicated materials and sophisticated structures, they can be used efficiently in signal sensoring or low energy demanding electronic parts. The understanding of how textile structures can perform in the triboelectric phenomenon is the foundation to develop their efficiency. This raises an interest due to the special characteristics of textiles, in a period that a lot of research is applied on the development of light, flexible and wearable triboelectric generators used for energy harvesting or self-powered sensors. But parameters related to the electrical outcomes of the textile structures, like the contact time duration of the fabrics, the force applied between the fabrics, the effective contact depending on the direction and orientation of the fabrics surfaces and the structure’s surface pattern has not been studied thoroughly. Thus it would be necessary to reproduce the phenomenon in a real environment under controllable conditions and make the appropriate tests. Considering all the above facts, plus the absence of a standard method to be used for the study or comparison of the triboelectric behaviour of textile structures, the need for building a prototype testing device has risen. This was designed and developed based on the vertical contact-separation mode, to allow us to measure different samples under the same conditions or the same sample under different conditions. Textile fabric samples were paired and tested. A small similarity on the voltages was noticed between reverse orientations of the samples surfaces, meaning between 0o and 180o, and between -90o and 90o, which might be caused by the different surface contact of the paired fabrics due to the warps and wefts presence. Moreover, an increase of the voltage values with the increase of the contact force between the textile fabric samples surfaces was found, when using certain samples which give significant electric outputs. It was also previewed that the contact duration does not affect the selected samples output voltage and that the surface pattern of a textile fabric can be of major importance for its triboelectric outcomes.el
dc.format.extent78el
dc.language.isoenel
dc.publisherΠανεπιστήμιο Δυτικής Αττικήςel
dc.rightsΑναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές*
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.el*
dc.subjectTextileel
dc.subjectFabricel
dc.subjectMaterialsel
dc.subjectTriboelectricityel
dc.subjectTriboelectric generatorel
dc.subjectTesting deviceel
dc.subjectContact-separation modeel
dc.subjectΎφασμαel
dc.subjectΚλωστοϋφαντουργική δομήel
dc.subjectΚλωστοϋφαντουργικό υλικόel
dc.subjectΥλικάel
dc.subjectΤριβοηλεκτρισμόςel
dc.subjectΤριβοηλεκτρική γεννήτριαel
dc.subjectΣυσκευή μέτρησηςel
dc.titleWearable systems, multifunctional materials and flexible structuresel
dc.title.alternativeΦορετά συστήματα, πολυλειτουργικά υλικά και εύκαμπτες δομέςel
dc.typeΜεταπτυχιακή διπλωματική εργασίαel
dc.contributor.committeeΠάτσης, Γεώργιος
dc.contributor.committeeΚαλογεροπούλου, Σοφία
dc.contributor.facultyΣχολή Μηχανικώνel
dc.contributor.departmentΤμήμα Ηλεκτρολόγων και Ηλεκτρονικών Μηχανικώνel
dc.contributor.masterΗλεκτρικές και Ηλεκτρονικές Επιστήμες μέσω Έρευνας (MSc by Research in Electrical and Electronicsel
dc.description.abstracttranslatedΟ τριβοηλεκτρισμός είναι ένα φυσικό φαινόμενο, το οποίο μέχρι πριν μερικά χρόνια θεωρούνταν ότι προκαλεί μόνο προβλήματα. Αντίθετα την τελευταία δεκαετία έχει προσεγγισθεί θετικά και ερευνάται ευρέως, κυρίως σε δομές γεννητριών τριβοηλεκτρικής ενέργειας και αυτοτροφοδοτούμενων αισθητήρων. Ωστόσο το μεγαλύτερο μέρος της διεθνούς έρευνας έχει επικεντρωθεί στις καινοτόμες εφαρμογές του και στον επίτευξη όλο και πιο μεγάλων παραγόμενων τάσεων παρά στο πώς λειτουργεί ακριβώς. Η ενσωμάτωση των κλωστοϋφαντουργικών δομών σε αυτές τις νέες εφαρμογές, τις βελτιώνει κατά πολύ καθώς μπορούν να διαθέτουν πιο μεγάλες επιφάνειες (αύξηση απόδοσης) και να παραμένουν σε διαρκή ενεργοποίηση χάρη πχ στη διαρκή κίνηση του χρήστη (βιωσιμότητα). Επιπλέον μπορούν να προσφέρουν στο τελικό προϊόν ευελιξία, ελαστικότητα, διαπνοή, αντοχή κλπ. Τα κλωστοϋφαντουργικά υλικά αν και δίνουν χαμηλές τιμές τάσης και ρεύματος σε σχέση με πιο εξελιγμένα υλικά, παρόλα αυτά μπορούν να χρησιμοποιηθούν αποτελεσματικά σε αισθητήρια ή σε ηλεκτρονικά εξαρτήματα που απαιτούν χαμηλή κατανάλωση ενέργειας. Η κατανόηση της συμπεριφοράς των κλωστοϋφαντουργικών δομών κατά τον τριβοηλεκτρισμό, είναι θεμελιώδης για την ανάπτυξη της αποτελεσματικότητάς τους. Όμως δεν έχουν μελετηθεί διεξοδικά οι παράμετροι που μπορούν να επηρεάσουν την παραγόμενη τάση των κλωστοϋφαντουργικών δομών, όπως πχ η διάρκεια επαφής των υφασμάτων, η δύναμη που εφαρμόζεται μεταξύ τους, ο προσανατολισμός τους κατά την επαφή, η μορφή της επιφάνειας τους κλπ. Λαμβάνοντας υπόψη όλες τις παραπάνω τάσεις εξέλιξης και τα κενά μελέτης, καθώς και την απουσία μιας τυποποιημένης μεθόδου για να χρησιμοποιηθεί στη μελέτη ή στη σύγκριση της τριβοηλεκτρικής συμπεριφοράς των κλωστοϋφαντουργικών δομών, οδηγηθήκαμε στην απόφαση της κατασκευής μιας πρότυπης συσκευής ελέγχου του τριβοηλεκτρισμού για κλωστοϋφαντουργικές δομές. Αυτή σχεδιάστηκε και αναπτύχθηκε στηριζόμενη στην αρχή της κατακόρυφης επαφής και του κατακόρυφου διαχωρισμού των δυο υπό εξέταση επιφανειών. Τέλος δοκίμια υφασμάτων συνδυάστηκαν και μετρήθηκαν. Μία μικρή ομοιότητα στις τάσεις παρατηρήθηκε κατά την περιστροφή κάποιων δοκιμίων σε συγκεκριμένες γωνίες. Επιπλέον, διαπιστώθηκε αύξηση των τιμών τάσης με την αύξηση της δύναμης επαφής μεταξύ των επιφανειών των δοκιμίων. Η διάρκεια επαφής τους φάνηκε να μην επηρεάζει την παραγόμενη τάση, ενώ τέλος η μορφή δομής της επιφάνειας τους φάνηκε να επηρεάζει σημαντικά τη παραγόμενη τάση.el


Files in this item

Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές
Except where otherwise noted, this item's license is described as
Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές