ננוטכנולוגיה, מדע החומר מניפולציה בקנה מידה אטומי מולקולרי, הוא במהירות להפוך תעשיות מרובות, מרפואה לייצור. בתוך מגזר סיוע ניידות, היישומים שלה מבטיחים במיוחד ליצירת רכיבי גלגלים עמידים מאוד וקלים משקל יוצא דופן.

השינוי מחומרים קונבנציונליים לנונוקום אינו רק מצטבר; הוא מייצג שינוי יסודי כיצד רכיבים מונדסים. at the nanoscale, חומרים מציגים התנהגויות ייחודיות - כוח גבוה יותר, מוליכות חשמלית גדולה יותר, והתחדשות כימית מוגברת - שאינם נוכחים במרביתם, עבור כסאות גלגלים, תכונות אלה מתורגמות להטבות בעולם האמיתי: כוח פחמן-נופי-פח, יכול להיות יותר משקל עם גרף רחב יותר, אך לא ניתן לחדד יותר מאשר לבודד יותר מאשר לחיקוי של טכנולוגיות נוגדות יותר, אלא גם כן, אלא גם כן, אך ורק לחיקוי עצמי, אך ורק לחיקוי יותר מאשר לחיקוי יותר מאשר לתפקוד עצמאיות יותר, אך יותר, אך ורק לחיקוי יותר, אך ורק לגמישות, אך ורק לגמישות, יותר, יותר, אך יותר, יותר, יותר, לעומת זאת, לעומת זאת, יותר, כמו כן, כמו כן, יותר, יותר, יותר, יותר, לעומת זאת, יותר, יותר, יותר, יותר, יותר מאשר לגמישות גבוהה יותר, כמו גם לגמישות, יותר, יותר, יותר מאשר לדגמימין, יותר, כמו גם לחיקוי, יכול להיות יותר, כמו כן, יותר מאשר לגמישות גבוהה יותר, כמו כן, כמו כן, יכול להיות יותר, כמו כן, כמו כן

תפקיד ננוטכנולוגיה בייצור וילר

ייצור גלגלים התבסס היסטורית על מתכות כמו אלומיניום ופלדה, יחד עם פולימרים ותרכובות קונבנציונליות.בעוד חומרים אלה מציעים ביצועים נאותים, הם אינם מתאימים לדרישות ספציפיות של שימוש בכיסא גלגלים יומי - טעינה מודגשת, חשיפה לחות וקרינת UV, ואת הצורך במשקל נמוך כדי להקל על תחבורה ומניעה. ננוטכנולוגיה מטפל במגבלות אלה על ידי הפעלת מתקדם וציפוי מבנים לשיפור השלמות, חיכוך נגד חיכוך סביבתי.

תחומי מפתח שבהם ננוטכנולוגיה עושה השפעה מדידה כוללים בניית מסגרת, גלגל ועיצוב צמיג, מערכות מתפתלות, ישיבה ורכיבים אלקטרוניים.כל אחד מהתחומים האלה מרוויח מהיכולת מהנדס חומרים ב nanoscale, להתאים תכונות כגון נוקשות, קשיחות, יציבות תרמית ופעילות מיקרוסקופית.

ננו-חומרים ב-Virchair Frames

המסגרת היא עמוד השדרה של כל כיסא גלגלים, ואת משקלו וכוחו משפיעים ישירות על יכולת תמרון, ניידות ועייפות המשתמש. מסגרות אלומיניום האמנה שביתה איזון בין משקל ועלויות אבל הם נוטים להתכווץ לאורך זמן. מסגרות פלדה חזקות אך חמורות יותר באופן משמעותי. nanocomposite, לעומת זאת, ממנפים את המאפיינים המכניים יוצאי דופן של ננו-חומרים כגון צינורות פחמן (CNTs) וגרף.

צינורות פחמן הם מבנים צייליים של אטומי פחמן עם כוח רבילי בערך 100 פעמים של פלדה בעוד להיות אחד-sixth המשקל. כאשר מפוזרים באופן אחיד לתוך ממטריקס פולימר (למשל, epoxy או ניילון), CNTs ליצור עומסים מורכבים יותר מאשר גרף כוח סיכון של פחמן והשפעה של קיבולת פחמן קיבולת פחמן קיבולת פחמן , לעומת 20 קיבולת פחמן חד קיבולת פחמן חד חמצני, לעומת קיבולת מופחתת של פחמן חד קיבולת פחמן קיבולת פחמן קיבולת מופחתת של פחמן קיבולת פחמן קיבולת פחמן קיבולת פחמן קיבולת מופחתת, 000 קיבולת פחמן קיבולת פחמן קיבולת מופחתת קיבולת פחמן קיבולת פחמן קיבולת מופחתת קיבולת פחמן קיבולת פחמן קיבולת מופחתת קיבולת פחמן קיבולת מופחתת קיבולת פחמן קיבולת מופחתת קיבולת פחמן קיבולת פחמן קיבולת פחמן קיבולת פחמן קיבולת פחמן קיבולת מופחתת קיבולת פחמן קיבולת מופחתת קיבולת מופחתת קיבולת פחמן קיבולת פחמן קיבולת פחמן קיבולת פחמן קיבולת מופחתת קיבולת מופחתת קיבולת מופחתת קיבולת מופחתת קיבולת מופחתת קיבולת מופחתת קיבולת מופחתת קיבולת מופחתת גם קיבולת פחמן קיבולת פחמן קיבולת פחמן קיבולת פחמן

ננומטר מבטיח נוסף הוא ננולוז, נגזר סיבי צמחים.בעוד לא חזק כמו CNTs, ננולקוז הוא מתחדש, biodegradable, ובאופן יוצא דופן נוקשה יחסית לדחיסות שלה. החוקרים חוקרים חוקרים חוקרים בוחנים ננוקומבים היברידיים המשלבים nanocellulose עם צינורות פחמן כדי להשיג איזון אופטימלי של כוח, קיימות, ועלות.

« « « אזהרות גלגלים ו- Tires

גלגלים וצמיגים על כסאות גלגלים ידניים וכוח הם כפופים ללחיצת מוח קבועה, punctures וחשיפה משטחים קשים. ננוטכנולוגיה מציעה אסטרטגיות מרובות כדי להרחיב את חיי השירות שלהם ולשפר את איכות הנסיעה. גישה אחת כרוכה שילוב חלקיקים לתוך תרכובת גומי צמיג. לדוגמה, הוספת ננומטריה או חלקיקים שחורים יכול לשפר את ההתנגדות לריחות, ובכך להפוך את הידיים לקלות יותר לכיסא גלגלים ודוחפות יותר אנרגיה.

ציפויים ממובנים החלים על שפתים ושיחות גלגלים יכולים גם להפחית חיכוך בנקודות מגע. ציפויים אלה - המורכב לעתים קרובות פחמן דמוי יהלום (DLC) או tungsten disulfide - יש מאוד חסכוני נמוך מאוד של חיכוך וקשה גבוה, מצמצם את ללבוש בין נושאים ורכיבים חיצוניים.בבדיקות שדה, גלגלים DLC-coated הציגה ירידה של 40% ב חיכוך לאחר שימוש חד מפונקמי, כמו צמיגים מפונקמיים, בנוסף צמיגים חד מפוצצים, כמו דחוסים, כמו דחוסים מצופה מצופה דחוסים מצופה מצופה מצופה מצופה צמיגים מצופה מצופה צמיגים מצופה מצופה צמיגים מצופה מצופה מצופה מצופה צמיגים מצופה צמיגים מפונקמיים מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה מפונקים צמיגים מפוצצים , כמו דחוסים דחוסים דחוסים מפוצצים מפוצצים מפוצצים מפוצצים מפוצצים דחוסים דחוסים מצופה מצופה , כמו מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה צמיגים צמיגים מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה מצופה דחוסים צמיגים

עבור כסאות גלגלים כוח, צמיגי מוצק המשמשים בדרך כלל כדי למנוע punctures לעתים קרובות לספק נסיעה קשה. nanoטכנולוגיה מונחת קצף מצורף כי משלב nanobubbles או microcapsules של אוויר יכול לחקות את הציות של צמיגי pneumatic בעת שנותר חסין לpunctures. קצף אלה הם אופטימיזציה לספק cushion עקבי על פני טווח טמפרטורה רחב, שיפור עבור משתמשים נוחות על פני שטח לא אחיד.

מערכות ננוקום ו-Nanocomposite Pads

ביצוע ברינג הוא קריטי לבטיחות, במיוחד על קווי תיבול ובמהלך הפסקות חירום. כריות בלמים מסורתיות בכיסא גלגלים עשויים תרכובות אורגניות או מתכתיות שיכולים ללבוש במהירות, לייצר אבק, לייצר חום כי מתפתל יעילות. צינורות nanocomposite בלמים, מתחזק עם צינורות פחמן או חלקיקים קרמיקה (למשל, סיליקון או alumina), ללבוש חיכוך העליון וחיכוך יעיל.

בדיקות מעבדה השוואת כריות חוצות קונבנציונליות ל- CNT-reinforced כריות על דיסקים בקנה מידה גלגלים הראו כי כריות nanocomposite נמשכו יותר משלוש פעמים יותר וחזקו את כוח עצירה עקבי אפילו לאחר מחזורים חוזרים של זמן רב חוזר מחזורי.זה כי CNTs לפעול כמו conduits חום, שואב אנרגיה תרמית הרחק מן פני השטח ולמנוע את "דה" המתרחש כאשר כוהמים אורגניים, יתר על ידי ננומטר, יתר על ידי לחץ אווירי לחץ דם, יתר על ידי לחץ דם, יתר על ידי לחץ דם חלקי, מאיכות מבוזרת, מנקה, יתר על ידי לחץ דם חלקי.

טכנולוגיה מתפתחת נוספת היא השימוש בנוזלים מגנטיים המכילים חלקיקי ברזל ננומטריים.כאשר נתון לשדה מגנטי, נוזלים אלה משנים את הסטיות כמעט מיד, המאפשרים שליטה מדויקת, אלקטרונית של כוח מתפתל. בעוד עדיין ניסיוני עבור כסאות גלגלים, מערכות כאלה יכולות לאפשר קריינות בכיסא גלגלים כוח, שחזור אנרגיה כי אחרת יאבד כמו חום ורחב טווח סוללות.

משקל קל וחיתוך

מערכות ריצוף בכיסא גלגלים חייבות לספק הקלה בלחץ כדי למנוע כאבי לחץ (bedsores), לתמוך יציבה נאותה, להיות קל מספיק לא כדי לעכב ניידות. ננוטכנולוגיה משפרת את החומרים הניתוק באמצעות השימוש קצף פולימר בולט עם חלקיקים ננו-חלקיקים. לדוגמה, הוספת משטחים בקנה מידה של ננוטהר על מנת להגביר את צריכת האנרגיה וההחלמה שלה, ומאפשרת חסימה יעילה יותר של הגוף שלה.

ננולוז אקרלינס מייצגים גבול נוסף ב cushioning.חומרים אולטרה סגולים אלה, המורכב מ-99% אוויר, ניתן להנדס כדי לספק קשיחות גבוהה - רך יותר ליד העור של המשתמש ו עמוק יותר ב cushion - כדי להפיץ לחץ אפילו. בניסויים ראשוניים, שרוולי גלגלים שבוצעו nanoulose aerogel הראו ירידה של 35% בממשק העליון בהשוואה להפרעות סטנדרטיות של לחץ גבוה, לחץ גבוה של משתמשים בסיכון גבוה.

בנוסף, חלקיקים אנטי-מיקרוביאליים כגון כסף או תחמוצת נחושת יכולים להיות מוטבעים לתוך מכסה כריתת קצף כדי לעכב צמיחה חיידקית ופטריות.זה חשוב במיוחד עבור כסאות גלגלים המשמשים הגדרות בריאות או על ידי אנשים שאינם יבשתיים, כפי שהוא מפחית את הסיכון של זיהומים ומסייע לשמור על היגיינה בין ניקוי.

אלקטרוניקה וחכמים

כסאות גלגלים מודרניים יותר ויותר משלבים בקרה אלקטרונית, חיישנים, תכונות קישוריות.נוטכנולוגיה מאפשרת רכיבים קטנים ויעילים יותר לצרוך פחות כוח ומציעים זמני תגובה מהירים יותר. Graphene מבוסס supercapacitors, למשל, יכול לאחסן ולשחרר אנרגיה הרבה יותר מהר מאשר סוללות קונבנציונליות, מה שהופך אותם אידיאליים לעוצמה של סוללות קצרות של סיוע על גלגלים ידניים או עבור כוח חלק על מודלים חשמליים.

ננוסנסורים המשולבים בתוך מסגרות כיסא גלגלים ומיקום יכולים לפקח על זנים, טמפרטורה ולחץ בזמן אמת, העברת נתונים לאפליקציית סמארטפון או פלטפורמת טל-בריאות.לדוגמה, רשת של חיישני פחמן ננו-tube מוטבעת בתוך המסגרת יכולה לזהות מיקרו-קracks לפני שהם propagate, מתן התראה מוקדמת של עייפות מבנית.

אזור מבטיח נוסף הוא השימוש של אלקטרודות nanostructured סוללות גלגלים. הוספת ננווטים סיליקון לחומרי ode יכול להגדיל את צפיפות האנרגיה הסוללה עד 300%, המאפשר חבילות סוללות קלות עם טווחים ארוכים יותר. בשילוב עם מערכות ניהול חשמל יעילות שניתן על ידי nanoscale טרנזיסטור, כסאות גלגלים חשמליים יכולים לנסוע רחוק יותר על מטען אחד תוך צמצום המשקל הכולל של המכשיר הניידות.

יתרונות וסיכויים עתידיים

שילוב של ננוטכנולוגיה לרכיבי גלגלים מניב שורה של יתרונות מוחשיים עבור משתמשים, יצרנים, ספקי שירותי בריאות:

  • (FLT:0) עמידות מתמשכת:FLT:1 , nanocomposite מסגרות, צמיגות, כריות בלמים נמשך זמן רב יותר באופן משמעותי, צמצום תדירות ועלות החלפתם.
  • (FLT:0) ,Reduced Weight: FLT:1 מסגרות אור ורכיבים לשפר את יכולת התמרון, להפחית עייפות המשתמש במהלך ההנעה עצמית, ולהפוך את הגלגלים לקלים יותר למעלית כלי רכב.
  • (FLT:0) שיפור הבטיחות: FLT:1 מוטב מערכות מתפתלות, צמיגי טיהור, ו ניטור מבני בזמן אמת מורידים את הסיכון לתאונות וכישלונות.
  • (FLT:0) ⁇ גדול יותר: 1FLT:1 מתקדם ushioning טכנולוגיות לחישה לחץ מסייע למנוע כאבי לחץ ולשפר את הנוחות הכוללת במהלך השימוש המורחבת.
  • (FLT:0) עלויות תחזוקה של אובדן: 1FLT:1 מרכיבים ארוכי טווח וחיישנים הערכה עצמית להפחית את הצורך בבדיקות שגרתיות ותיקוןים.
  • (ב) היגיינה:0) היגיינה: FLT:1 ננוקוינגס אנטימיקרוביאלי לשמור על משטחים נקיים, צמצום הסיכון לזיהום.
  • יעילות:0 (Energyeffrov: FLT:1 Graphene supercapacitors ו סוללות ננו-enhanced מרחיבה טווח וקצרת זמני טעינה עבור כסאות גלגלים חשמליים.

במבט קדימה, מחקר מתמשך ב- nanomaterials מצביע על אפשרויות מהפכניות יותר.חומרים של השמדה עצמית, המשלבים מיקרו-capsules של סוכני ריפוי שמפוזרים כאשר סדקים, מותאמים למסגרות גלגלים.גרד או פירק יכול להיות חתומה באופן אוטומטי, מניעת קידוד והעלאת חיי הרכיב באופן דומה, חומרים הסתגלותיים שמשנים את הנוקשות או לחות בתגובה לתנאי סביבה - כגון לטמפרטורה שונה.

ננוטכנולוגיה גם מתמזגת עם ייצור תוספים (3D הדפסה) לייצר חלקי כסאות גלגלים מתאימים אישית על הביקוש.על ידי שימוש ב- nanocomposite filaments, זה יהיה אפשרי להדפיס גיאומטריה מסגרת אישית או משטח ישיבה המשלבת חיזוקים ננומטריים וחיישנים ישירות במהלך תהליך ההדפסה.זה יקטין פסולת, עלויות נמוכות יותר, ומאפשר הסתברות מהירה של עיצובים חדשים מותאם אישית למשתמש אנטומיה והעדפות.

עם זאת, קנה החידושים האלה מן המעבדה לייצור המוני דורש אתגרים נוספים הקשורים עלות, עקביות ייצור, והערכה רעילה ארוכת טווח של חלקיקים. מחקרים מוקדמים מצביעים על כך שננו-חומרים מסוימים, אם ישוחררו כחלקיקים חופשיים, יכולים להוות סיכון לנשיפה, כך שפרוטוקולים חזקים וטיפול בטוח ממוקמים חיוני למסגרות רגולטוריות עבור מכשירים רפואיים, כגון אלה שאוכפים על ידי הסוכנות האמריקנית לפיתוח תרופות (MACT) ו- FDA (תרופות יעילות ביותר) , הן אסטרטגיות יעילות ביותר, הן תרופות (FDA) וטכנולוגיות טיפול בטוחות ביותר, הן אסטרטגיות יעילות ביותר, והן תרופות (FDA) והן יעילות ביותר, והן תרופות (FDA) ופרוטוקולים של תרופות מתקדמות ביותר, הן תרופות (FDA) ופרוטוקולים יעילים ביותר, הן תרופות (FDA) והן יעילות ביותר, הן אסטרטגיות יעילות ביותר, הן אסטרטגיות יעילות ביותר, הן אסטרטגיות טיפול מאובטחות טיפול מאובטחות טיפול מאובטחות טיפול מאובטחות להשקעות תרופות).

מסקנה

ננוטכנולוגיה מחזיקה בהבטחה משמעותית לשיפור עמידות, בטיחות ויעילות של רכיבים בכיסא גלגלים.ממסגרת פחמן חזק יותר nanotube ל nanosensorsing עצמית ו supercapacitors גרף אנרגיה, חידושים אלה נועדו להפוך את מכשירי הניידות לכדי שינוי קל יותר, ארוך טווח, ומכשירים אינטליגנטיים יותר.

(ב) לקריאה נוספת על המדע שמאחורי ההתפתחויות הללו, מתייחסת למחקר הטבע על תרכובות פחמן ננו-tube ביישומים מבניים של ®FLT:1, המחקר FLT:2NCBI על ציפויים מבוססי גרפן עבור חיי העייפות אלומיניום חיים ננו-FLT 3: ו-FLT:4ACS ננו מאמר העוסק בתקני ננוטכנולוגיה בתקני ניידות:5, בנוסף לשיטות התרופות המתעוררות של 7.