एक स्मार्ट कॉन्टैक्ट लेंस प्रोटोटाइप के साथ हाल ही में हुई एक घटना ने लचीले घटकों की यांत्रिक थकान को सुर्खियों में ला दिया है। परीक्षणों के दौरान, परीक्षक की आंख में एक रासायनिक रिसाव ने फोरेंसिक जांच शुरू कर दी। मुख्य परिकल्पना पतली-फिल्म माइक्रो-बैटरी पर चक्रीय तनाव के स्रोत के रूप में लगातार पलक झपकने की ओर इशारा करती है, जिससे इसका नाजुक पॉलिमर एनकैप्सुलेशन टूट जाता है।
माइक्रो-सीटी और मल्टीफिजिक्स सिमुलेशन के साथ फोरेंसिक विश्लेषण 🔬
विश्लेषण टीम ने विफलता के मूल कारण का पता लगाने के लिए एक संयुक्त कार्यप्रवाह का उपयोग किया। सबसे पहले, क्षतिग्रस्त डिवाइस का माइक्रो-सीटी स्कैन किया गया, जिसके डेटा को VGSTUDIO MAX में संसाधित किया गया। इस सॉफ्टवेयर ने पॉलिमर एनकैप्सुलेशन के फ्रैक्चर को 3D में देखने की अनुमति दी, जिससे लेंस के सबसे अधिक वक्रता वाले क्षेत्र में माइक्रोक्रैक की पहचान हुई। समानांतर में, बैटरी की सटीक ज्यामिति को फिर से बनाने के लिए SolidWorks में एक मॉडल बनाया गया। इस मॉडल को COMSOL Multiphysics में निर्यात किया गया, जहां पलक झपकने के दोहराव वाले तनाव का अनुकरण करने और थकान के तहत सामग्री के जीवनकाल की गणना करने के लिए संरचनात्मक यांत्रिकी के साथ युग्मित एक विद्युत रासायनिक विश्लेषण लागू किया गया।
लचीली बैटरी डिजाइन के लिए सबक ⚙️
यह मामला दर्शाता है कि लचीले इलेक्ट्रॉनिक घटकों की अखंडता केवल रसायन विज्ञान पर निर्भर नहीं करती, बल्कि मानव गति के यांत्रिकी पर भी निर्भर करती है। माइक्रो-सीटी और परिमित तत्व सिमुलेशन का संयोजन इंजीनियरों को उत्पादन से पहले विफलता बिंदुओं की भविष्यवाणी करने की अनुमति देता है। भविष्य के पुनरावृत्तियों के लिए, अधिक लचीलापन वाले पॉलिमर के साथ एनकैप्सुलेशन को फिर से डिजाइन करने और फ्रैक्चर उत्पन्न किए बिना पलक झपकने की विकृति को बेहतर ढंग से अवशोषित करने के लिए बैटरी को छोटे खंडों में वितरित करने की सिफारिश की जाती है।
स्मार्ट लेंस बैटरी के घटकों में थकान क्षति का संचय चार्ज और डिस्चार्ज चक्रों के दौरान इसके विद्युत रासायनिक और संरचनात्मक प्रदर्शन के क्षरण को कैसे प्रभावित करता है, और माइक्रो-सीटी के कौन से पैरामीटर होने से पहले इस यांत्रिक विफलता की भविष्यवाणी करने की अनुमति देते हैं?
(पी.एस.: सामग्री की थकान 10 घंटे के सिमुलेशन के बाद आपकी थकान जैसी होती है।)