हम एक घ्राण प्रदर्शन करने के लिए आवेदन के लिए आवश्यक पिचकारी दक्षता में सुधार करने के लिए अमली Teflon फिल्म के साथ एक सतह ध्वनिक लहर (देखा) डिवाइस की सतह कोटिंग के लिए यहाँ एक विधि स्थापित करें ।
चूंकि olfaction मानव इंटरफेस में एक महत्वपूर्ण भावना है, हम एक घ्राण एक सतह ध्वनिक तरंग (देखा) पिचकारी और सूक्ष्म मशीन का उपयोग कर प्रदर्शन विकसित किया है । इस घ्राण प्रदर्शन में, पिचकारी की दक्षता के क्रम में गंध हठ समस्याओं अक्सर मानव घ्राण इंटरफेस में सामना करना पड़ा से बचने के लिए महत्वपूर्ण है । इस प्रकार, देखा डिवाइस हाइड्रोफिलिक से hydrophobic को सब्सट्रेट प्रकृति बदलने के लिए अमली Teflon फिल्म के साथ लेपित है । यह भी इस फिल्म के आसंजन को बढ़ाने के लिए Teflon कोटिंग करने से पहले piezoelectric सब्सट्रेट सतह silanize करने के लिए आवश्यक है । एक डुबकी कोटिंग विधि सब्सट्रेट पर वर्दी कोटिंग प्राप्त करने के लिए अपनाया गया था । उच्च गति solenoid वाल्व सूक्ष्म मशीन के रूप में इस्तेमाल किया गया था अपनी सटीकता और reproducibility उच्च थे के बाद से देखा डिवाइस सतह के लिए एक तरल छोटी बूंद टोंटी । फिर, hydrophobic सब्सट्रेट पर पिचकारी आसान हो गया । इस अध्ययन में, पिचकारी के बाद सब्सट्रेट पर शेष तरल को कम करने के लिए अमली Teflon कोटिंग का अध्ययन किया गया. यहां वर्णित प्रोटोकॉल के लक्ष्य को अमली Teflon फिल्म के साथ कोटिंग के लिए एक डिवाइस की सतह के लिए तरीकों को दिखाने के लिए और देखा पिचकारी और एक सूक्ष्म मशीन का उपयोग कर गंध पैदा कर रहा है, एक संवेदी परीक्षण के बाद ।
हालांकि उत्तेजक दृश्य और श्रवण इंद्रियों के लिए उपकरणों लोकप्रिय हैं, हम सभी उत्तेजना है कि हम अनुभव मौजूद नहीं कर सकते; हालांकि, हम आमतौर पर केवल इन दो इंद्रियों का उपयोग कर एक सनसनी प्रस्तुत कर सकते हैं । एक घ्राण प्रदर्शन एक गैजेट है कि एक खुशबू पेश कर सकते है, और यह आभासी वास्तविकता में इतना प्रयोग किया जाता है कि एक उपयोगकर्ता scents1,2,3,4,5,6अनुभव कर सकते है, 7. के बाद से olfaction भावनाओं को बहुत योगदान देता है, एक घ्राण उत्तेजना वास्तविकता को बढ़ाने के लिए अपरिहार्य है । हम पहले फिल्मों, एनिमेशन, और8scents,9के साथ खेल का अध्ययन किया है ।
कई शोधकर्ताओं घ्राण प्रदर्शन का अध्ययन किया है; उदाहरण के लिए, Yanagida एक खुशबू प्रोजेक्टर का अध्ययन किया है कि एक निर्दिष्ट व्यक्ति को एक गंध बचाता है, जब उसके आसपास कोई भी या उसे यह मानता है1। यामादा एट अल. गंध एकाग्रता2का एक सरल गाऊसी वितरण मॉडल का उपयोग कर आभासी अंतरिक्ष में एक गंध स्रोत स्थानीयकरण का अध्ययन किया है । किम एट अल. दो की अवधारणा का प्रस्ताव किया है गंध की आयामी सरणियों-उपकरणों जारी 3। इसके अलावा, सरल पहनने योग्य घ्राण प्रदर्शित करता है और इन scents की दिशा को नियंत्रित करने के लिए अल्ट्रासोनिक चरणबद्ध सरणी4,5,6प्रस्तावित किया गया है ।
घ्राण प्रदर्शन में समस्याओं में से एक गंध हठ है । एक उपयोगकर्ता गंध का पता लगाने के बाद भी यह करने के लिए हवा या किसी अंय खुशबू को बदल सकता है । चूंकि यह scents के बीच स्विच करने के लिए बेहतर है के रूप में आभासी वास्तविकता में जितनी जल्दी संभव हो, गंध हठ समस्या का अध्ययन किया जाना चाहिए ।
हम कई अवयवों सम्मिश्रण के एक समारोह के साथ घ्राण प्रदर्शन का अध्ययन किया है । हम पहले उच्च गति10स्विचन के साथ solenoid वाल्व का उपयोग कर इस प्रणाली विकसित की है । हालांकि यह छुरा कई अवयवों मिश्रणों, हम अभी तक गंध हठ की समस्या का समाधान नहीं कर सका । इस प्रकार, हम के बाद से घ्राण प्रदर्शन सूक्ष्म मशीन और एक देखा पिचकारी11का उपयोग कर विकसित की है । हालांकि इसी तरह की तकनीक तरल बूंदों में हेरफेर करने के लिए इस्तेमाल किया गया है12,13,14, हम इसे खुशबू पीढ़ी के लिए लागू. देखा डिवाइस तरल बूंदों की पिचकारी के लिए उपयुक्त है क्योंकि यह तरल बूंदों तुरंत15,16की पिचकारी मार सकता है; हालांकि, हमने पाया है कि छोटे तरल बूंदों एक piezoelectric सब्सट्रेट पर पिचकारी के बाद रहते हैं । इन छोटे तरल बूंदों गंध हठ के कारण, भले ही तरल की सबसे एटम है ।
आमतौर पर, एक इत्र इथेनॉल जैसे चिपचिपाहट को कम करने के लिए एक विलायक में भंग कर रहा है । हालांकि, पतला इत्र एक piezoelectric अपने हाइड्रोफिलिक प्रकृति के कारण सब्सट्रेट की सतह पर फैलता है, और पिचकारी दक्षता खराब हो जाती है जब पतली फिल्म फैलता है । इस प्रकार, तरल का एक हिस्सा भी पिचकारी के बाद रहता है, जो नहीं हटाया जा सकता है तो भी आरएफ शक्ति बढ़ जाती है । के बाद से विलायक जल्दी ही वाष्पों के बाद, केवल इत्र पर रहता है और सब्सट्रेट करने के लिए चिपक जाती है ।
इस अध्ययन में, हम पतली अमली Teflon फिल्म के साथ एक piezoelectric सब्सट्रेट की सतह कोट तो यह प्रकृति में hydrophobic हो जाता है । जब से हम hydrophobic सतह पर छोटी बूंद की तरह क्षेत्र रख सकते हैं, ऊर्जा सब्सट्रेट सतह से तरल अलग करने के लिए आवश्यक कम हो जाती है । यह आशा की जाती है कि एक पिचकारी दक्षता जब देखा डिवाइस की सतह hydrophobic हो जाता है सुधार हुआ है । इस विधि के समग्र लक्ष्य को पिचकारी दक्षता में सुधार इतना है कि एक खुशबू तुरंत प्रस्तुत किया है और जल्दी से अपनी प्रस्तुति के बाद गायब हो सकता है, घ्राण प्रदर्शन के लिए आवेदन के लिए अंततः है । इस पत्र में, हम बताते है कि कैसे एक देखा डिवाइस अमली Teflon फिल्म के साथ लेपित है और पिचकारी दक्षता में सुधार का प्रदर्शन और इसके प्रायोगिक परिणामों के संदर्भ17में वर्णित किया गया ।
इस अध्ययन में प्रमुख घटकों में से एक सूक्ष्म मशीन एक उच्च गति solenoid वाल्व18,19से बना है । चित्रा 8a इस सूक्ष्म मशीन के सिद्धांत से पता चलता है । गोताख़ोर एक विद्युत चुम्बकीय तार द्वारा संचालित किया गया था. बंद चरण के दौरान गोताख़ोर द्वारा इसका आउटलेट पूरी तरह बंद कर दिया जाता है । गोताख़ोर तेजी से एक छोटे से चरण के दौरान सामने तरल आकर्षित करने के लिए कदम है, तो यह मूल स्थान पर वापस ले जाता है और solenoid वाल्व के एक छिद्र से एक छोटे तरल छोटी बूंद जेट, जो चित्रा 8bमें दिखाया सर्किट से प्रेरित है । एक तरल छोटी बूंद की राशि कुछ nanoliters है । वाल्व की आवृत्ति 1 और १००० हर्ट्ज के बीच है, इसकी न्यूनतम पल्स चौड़ाई ०.५ ms है, और यह एक ठेठ solenoid वाल्व की तुलना में बहुत तेजी से काम करता है. solenoid वाल्व और सब्सट्रेट के छिद्र के बीच ठेठ दूरी 15 मिमी थी । इस अध्ययन से पता चला है कि तरल की मात्रा सटीक और reproducible है; इसके अलावा, यह बुलबुले के खिलाफ मजबूत है ।
गंध हठ काफी अमली Teflon coatingwhen एक घ्राण एक देखा पिचकारी पर आधारित प्रदर्शन के कारण कम किया जा सकता है21प्रयोग किया जाता है । यह आगे सुधार किया जा सकता है जब एक चैनल सफाई के लिए सब्सट्रेट सतह के लिए सॉल्वैंट्स देने के लिए समर्पित किया जाता है ।
प्रोटोकॉल में महत्वपूर्ण कदम मैंयुअल रूप से जब यह इष्टतम एक से विचलित पिचकारी की उत्तेजना आवृत्ति का समायोजन है । यह स्वचालित रूप से भविष्य में किया जाना चाहिए । प्रारंभिक प्रोटोकॉल से एक संशोधन Teflon कोटिंग के बाद से ही silanization बिना silanization प्रक्रिया को शामिल किया गया था एटम ।
वहां दो शेष मुद्दों जो इस तकनीक की सीमा, एक खड़े लहर समस्या जा रहा है । जब प्रतिबिंब सब्सट्रेट के किनारे पर होता है खड़े लहर उत्पन्न होता है । के बाद से antinode और नोड समय पर प्रकट होता है, पिचकारी नोड पर कमजोर हो जाता है । हालांकि हम एक सिलिकॉन जेल का उपयोग करने के लिए खड़े लहर को दबाने, यह पर्याप्त नहीं है । एक बेहतर सामग्री ध्वनिक ऊर्जा को अवशोषित करने के लिए आवश्यक है ।
दूसरी सीमा Teflon कोटिंग के स्थायित्व है । Teflon कोटिंग आंशिक रूप से कई बार एक तरल पिचकारी के बाद हटा दिया है । कोटिंग के लिए वर्तमान स्थिति के बाद से बड़े पैमाने पर अध्ययन नहीं किया गया है, लेखक यह Teflon कोटिंग के स्थायित्व का विस्तार करने के लिए अनुकूलित कर सकते हैं ।
फिर भी, मौजूदा तरीकों के संबंध में प्रोटोकॉल के महत्व कोटिंग के बिना कोटिंग के साथ एक सतह पर पिचकारी के बाद शेष तरल की कमी है । इस प्रकार, गंध हठ काफी कम के रूप में17कहीं वर्णित है । यह देखा डिवाइस का उपयोग कर, प्रदर्शन घ्राण प्रदर्शन किया गया था । आठ घटक घ्राण प्रदर्शित करने के लिए प्रदर्शन कैस्सिस, ऑरेंज, व्हिस्की, और उनके मिश्रण सिर माउंट प्रदर्शन (9 अंक)19के साथ एक उपयोगकर्ता के लिए प्रस्तुत किए गए । इस स्थिति में, एक देखा डिवाइस प्रस्तावित कोटिंग के साथ अच्छी तरह से काम करता है गंध दृढ़ता को दबाने के लिए, जो अंयथा खुशबू प्रस्तुति की गुणवत्ता में काफी खराब कर सकते हैं ।
तकनीक यहां वर्णित घ्राण प्रदर्शन के लिए महत्वपूर्ण है । इसके अलावा, देखा पिचकारी चिकित्सा उपयोग के लिए एक छिटकानेवाला के लिए लागू है और जन स्पेक्ट्रोमेट्री के लिए electrospray ionization । उन आवेदनों में भी पिचकारी की दक्षता आवश्यक है ।
The authors have nothing to disclose.
इस अध्ययन को आंशिक रूप से JST मिराई प्रोग्राम, ग्रांट नंबर JPMJMI17DD ने सपोर्ट किया था.
SAW device | Lightom | Custom-made | |
Network analyzer | SDR-kits | DG84AQ VNWA 3E | |
Dip coater | Aiden | DC4300 | |
Silane coupling agent | Shin-etsu Chemical | KBE 903 | |
Cytop amorphous teflon coating | Asahi glass | CT107MK | |
Solvent for diluting cytop coating | Asahi glass | CT-SOLV100K | |
Solenoid valve | Lee | INKA2438510H | |
Transistor array | Texas Instrument | ULN2803A | |
RF power amplifier | Mini-Circuits | ZHL-5W-1 | |
Digital camera | Panasonic Corp | DMC-FZ300 | |
Head Mount Display | Occulus | Occulus Rift Headset | |
Hot plate | As One | HHP-170A |