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中國石油大學(xué):柔性應(yīng)變傳感器在智能穿戴設(shè)備領(lǐng)域的發(fā)展

更新時(shí)間:2025-03-05   點(diǎn)擊次數(shù):142次

【中國石油大學(xué):柔性應(yīng)變傳感器在智能穿戴設(shè)備領(lǐng)域的發(fā)展】

隨著物聯(lián)網(wǎng)(IoT)技術(shù)和第五代移動通信技術(shù)(5G)的發(fā)展,對智能可穿戴設(shè)備的需求不斷增加。因此,具有高拉伸性的應(yīng)變傳感器得到了迅速發(fā)展。電子皮膚和智能穿戴產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)需要柔性應(yīng)變傳感器的不斷突破。本文,中國石油大學(xué)(華東)石油工程學(xué)院張冬至 副教授 團(tuán)隊(duì)在《J. Mater. Chem. C》期刊發(fā)表名為“A flexible wearable strain sensor for human-motion detection and a human–machine interface"的論文,研究使用兩層聚二甲基硅氧烷(PDMS)和一個(gè)傳感層制備了具有夾層結(jié)構(gòu)的柔性可拉伸傳感器。高導(dǎo)電感測層由銀納米花(AgNFs)和多壁碳納米管(MWCNTs)組成,其協(xié)同效應(yīng)成功地提高了薄膜的柔韌性和導(dǎo)電性。


該傳感器具有高伸縮性(99%)、快速響應(yīng)時(shí)間(60 ms)、高規(guī)格系數(shù)(1187.07)和高穩(wěn)定性,能夠檢測生理和運(yùn)動信號,如脈搏、語音識別和關(guān)節(jié)位置?;趥鞲衅麝嚵屑夹g(shù),研制了一種電子皮膚陣列,實(shí)現(xiàn)了皮膚表面壓力的多點(diǎn)分布式檢測。此外,使用這種電子皮膚設(shè)計(jì)了智能手套,通過無線傳輸和3D建模技術(shù),使用虛擬顯示界面實(shí)現(xiàn)了手勢跟蹤。該傳感器在人機(jī)交互、機(jī)械控制和可穿戴電子設(shè)備領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景。

AgNFs/MWCNTs柔性應(yīng)變傳感器是可拉伸的(應(yīng)變>99%),并顯示出高靈敏度(GF = 1187.07)。該傳感器具有快速響應(yīng)時(shí)間(60毫秒)和出色的耐用性(拉伸>2000倍)。它可以有效地識別大小應(yīng)變,例如脈搏信號,語音識別,呼吸監(jiān)測和關(guān)節(jié)彎曲。


此外,還制作了一種電子皮膚陣列,可以緊密附著在人體皮膚上,實(shí)現(xiàn)皮膚表面壓力的多點(diǎn)分布檢測。最后,基于傳感器陣列技術(shù)、無線傳感技術(shù)和3D建模技術(shù)設(shè)計(jì)了一種智能手套無線監(jiān)控系統(tǒng)。手部位置可以通過LabVIEW界面的3D操縱器模型實(shí)時(shí)顯示,實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。因此,AgNFs/MWCNTs柔性應(yīng)變傳感器在生理健康監(jiān)測、可穿戴電子設(shè)備和工業(yè)機(jī)器人等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。


來源:傳感器專家網(wǎng)


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