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    中國石油大學:柔性應變傳感器在智能穿戴設備領域的發展

    時間:2025/3/5閱讀:262
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    【中國石油大學:柔性應變傳感器在智能穿戴設備領域的發展】

    隨著物聯網(IoT)技術和第五代移動通信技術(5G)的發展,對智能可穿戴設備的需求不斷增加。因此,具有高拉伸性的應變傳感器得到了迅速發展。電子皮膚和智能穿戴產品的實現需要柔性應變傳感器的不斷突破。本文,中國石油大學(華東)石油工程學院張冬至 副教授 團隊在《J. Mater. Chem. C》期刊發表名為“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)和一個傳感層制備了具有夾層結構的柔性可拉伸傳感器。高導電感測層由銀納米花(AgNFs)和多壁碳納米管(MWCNTs)組成,其協同效應成功地提高了薄膜的柔韌性和導電性。


    該傳感器具有高伸縮性(99%)、快速響應時間(60 ms)、高規格系數(1187.07)和高穩定性,能夠檢測生理和運動信號,如脈搏、語音識別和關節位置。基于傳感器陣列技術,研制了一種電子皮膚陣列,實現了皮膚表面壓力的多點分布式檢測。此外,使用這種電子皮膚設計了智能手套,通過無線傳輸和3D建模技術,使用虛擬顯示界面實現了手勢跟蹤。該傳感器在人機交互、機械控制和可穿戴電子設備領域具有廣闊的發展前景。

    AgNFs/MWCNTs柔性應變傳感器是可拉伸的(應變>99%),并顯示出高靈敏度(GF = 1187.07)。該傳感器具有快速響應時間(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變,例如脈搏信號,語音識別,呼吸監測和關節彎曲。


    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,實現皮膚表面壓力的多點分布檢測。最后,基于傳感器陣列技術、無線傳感技術和3D建模技術設計了一種智能手套無線監控系統。手部位置可以通過LabVIEW界面的3D操縱器模型實時顯示,實現人機交互。因此,AgNFs/MWCNTs柔性應變傳感器在生理健康監測、可穿戴電子設備和工業機器人等領域具有廣闊的應用前景。


    來源:傳感器專家網


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