Nefes, wekî yek ji nîşanên girîng ên çavdêriya tenduristiya mirovan, di derbarê tenduristiya kesane û nexweşiyên potansiyel de gelek agahdariya fîzyolojîkî dihewîne. Şopandina rast-demê ya nefesê dikare xetereyên nexweşiyê yên potansiyel bibîne û tewra jîyanan xilas bike. Ji ber kêmasiyên piraniya alavên şopandina nefesê, yên wekî tevlihev û mezin, ne ji bo çavdêriya portable û rast-demê ne guncaw e, pir girîng e ku meriv pergala çavdêriya nefesê ya rast-hêza xwe-hêzdar û lixwekirî pêşve bibe.

Pergalek şopandina bêhnê ya rast-dem-aqilmend a xwe-hêza ku li ser bingeha senzorek tîrêjê ya tîrêjê ya spiral (HFSS)-ya xwe-hêzkirî ye, li Enstîtuya Nanoenerjî û Pergalên Pekînê, Akademiya Zanistî ya Chineseînî hate pêşve xistin. Pergal dikare ji bo pêşîlêgirtina nexweşî û teşhîsa bijîjkî hin pîvanên sereke yên nefesê bipîve. Alarma jîr dikare bixweber li gorî guheztinên di tevgera nefeskirina mirovan de ji bo alîkariyê bangî têlefonek desta ya pêşwext bike.

Lekolînwan fîbera polyamide ya ziravkirî ya bazirganî wekî elektrodê, hilbijartina fîbera polîtetrafluoroetilen (PTFE) û fîbera polîamîdê wekî materyalê trîboelektrîkî hilbijêrin, bi riya rêbaza pêçandina fîberê ya core-şelê ji bo veşartina fîbera polîamîdê ya zîv ya çîpkirî ya PTFE û fibera polîamîdê ya ku fîberê zîv pêçandî ye. çîçeka fîberê bi alternatîfî li ser materyalê bingehê fiber dikare were dirêj kirin, fiber PTFE an fîbera polîamîd wekî şêlê tê bikar anîn, fîbera zîv a ku wekî qata bingehîn tê bikar anîn. Fibera şêlê li dora fîberê bingehîn tê birîn, û her du bi hev ve girêdayî ne. Veqetandina pêwendiya du qatên triboelektrîkî (PTFE û nylon) dikare bi tevgera berdana tansiyonê ya senzorê were fêm kirin. Di dema pêvajoya tîrêjê de, helix bi riya dirêjî dirêj dibe, û naylon û PTFE ya cîran ji hev vediqetin heya ku bigihîje tengahiya herî zêde.

Prensîba xebatê ya senzorê li ser bingeha elektrîkkirina pêwendiya pêwendiyê û induksiyona elektrostatîk a du materyalên triboelektrîkî (PTFE û naylon) ye. Ji ber polarîteyên triboelektrîkî yên berevajî yên PTFE û naylon, rûberên wan dê barên trîboelektrîkî yên erênî û neyînî yên wekhev derxînin. Gava ku senzor ji hêla hêzek derveyî ve tê dirêj kirin, rûberên têkiliyê dest bi veqetandinê dikin, di navbera her du rûberan de cûdahiyek potansiyel a ku elektronên azad dimeşîne diafirîne. Bi lêkolîna bandora tîrêjê ya li ser hilberîna elektrîkê ya senzorê, tê dîtin ku voltaja dorhêla vekirî, veguheztina barkêşa dorhêla kurt û veguheztina barkêşa dorhêlê hemî bi zêdebûna tansiyonê zêde dibin. Dema ku tansiyona tansiyonê %1 be, senzor hîn jî xwedan voltaja domdar a 0.5V ye, ku ji çewisandinê pir hesas e.

Lekolînwanan senzorek çewsandinê ya xwe-hêzkirî di nav bandê sîngê de entegre kirin û ew li binê sîngê girêdan da ku nefesê bişopînin. Her ku sîng berfireh dibe an jî girêdide, senzor bi rêkûpêk berfireh dibin û dikevin. Bi hesabkirin û hilanîna van îşaretên elektrîkê, rêjeya nefesê ya mirovî, kapasîteya jiyanî ya bi zorê, herikîna lûtkeya derçûyê û nîşanên din dikare were bidestxistin. Digel vê yekê, lêkolîneran pergalek şopandina bêhnê ya rast-dem-aqilmend a ku tê de spirometerek jîr û alarmek jîr-xwe-hêzkirî pêk tîne. Spirometera zîrek dikare herikîna hewayê ya her exhalê bihejmêre û di destpêkê de nexweşiyên nefesê teşhîs bike. Dema ku mijar ji 6 çirkeyan zêdetir nefesê rawestîne, alarma jîr dê bixweber ji bo alîkariyê bangî têlefona pêşdibistanê bike.

Lêkolîn avahiyek spiral a bi bandor peyda dike ji bo çêkirina senzorên tîrêjê yên pir hesas ên ku li ser bingeha nanojeneratorên kêşanê têne çêkirin û pergalek şopandina nefesê ya rast-dem-xwe-hêza cilêkirî pêş dixe, di çavdêriya tenduristiya kesane ya nefesê de û elektronîkên bijîjkî yên cil û bergê jîr de potansiyelek mezin nîşan dide. "Helical Fiber Strain Sensors Li ser Nanojeneratorên Triboelektrîkî yên ji bo Çavdêriya Pergala Bêhnfirehiya Mirovan a xwe-hêzê di ACS Nano de hate weşandin.