中南大學(xué)：研究炭黑/石墨烯/Ecoflex傳感器助您實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)身體健康

時(shí)間：2025/3/13閱讀：175

近年來，可穿戴電子設(shè)備和人機(jī)交互領(lǐng)域?qū)θ嵝詰?yīng)變傳感器的興趣大增。然而，隨著這些領(lǐng)域的不斷快速發(fā)展，迫切需要提高柔性應(yīng)變傳感器的綜合性能，包括靈敏度、感應(yīng)范圍、響應(yīng)速度和耐用性。

研究通過將炭黑/石墨烯（CB/Gr）導(dǎo)電納米復(fù)合材料轉(zhuǎn)移到 Ecoflex 柔性基底表面來解決這一問題。由此制成的柔性應(yīng)變傳感器靈敏度高，測(cè)量系數(shù)達(dá) 51.4，傳感范圍廣，可達(dá) 99%。

值得注意的是，這種傳感器在各個(gè)方面都表現(xiàn)出了高性能，包括快速響應(yīng)時(shí)間（60毫秒）和出色的耐用性（高達(dá)4000次拉伸-釋放循環(huán)）。該傳感器的多功能性體現(xiàn)在它既能有效監(jiān)測(cè)語(yǔ)音識(shí)別等小應(yīng)變活動(dòng)，也能有效監(jiān)測(cè)肘部彎曲等大應(yīng)變活動(dòng)。此外，該傳感器在人體健康和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)以及聲波和振動(dòng)信號(hào)檢測(cè)等各種應(yīng)用場(chǎng)景中都表現(xiàn)出的性能。因此，這凸顯了該傳感器在這些領(lǐng)域的顯著適應(yīng)性和廣泛應(yīng)用潛力。

小結(jié)

綜上所述，通過將炭黑/石墨烯（CB / Gr）導(dǎo)電納米復(fù)合材料沉積在用砂紙倒置的Ecoflex柔性基板上來制備柔性應(yīng)變傳感器。該傳感器在感應(yīng)范圍、靈敏度、耐用性、響應(yīng)時(shí)間和遲滯方面表現(xiàn)出的性能。它的靈敏度為 51.4，應(yīng)變范圍為 0–99%，即使在大應(yīng)變條件下也被證明具有高度靈敏度。此外，該傳感器在 4000 多次拉伸-釋放循環(huán)中表現(xiàn)出出色的耐用性。它還擁有60毫秒的快速響應(yīng)時(shí)間，確保實(shí)時(shí)監(jiān)控能力。滯后極低，僅為6.6%。該傳感器的多功能性體現(xiàn)在它能夠準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)各種應(yīng)變，從語(yǔ)音識(shí)別和振動(dòng)信號(hào)檢測(cè)等細(xì)微運(yùn)動(dòng)到肘部彎曲和脊柱彎曲等更明顯的運(yùn)動(dòng)。在整個(gè)感應(yīng)范圍內(nèi)，傳感器保持穩(wěn)定可靠的性能。這些出色的功能使其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用非常有利，包括人機(jī)交互、人體健康和運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)以及聲波和振動(dòng)信號(hào)識(shí)別。

來源：傳感器專家網(wǎng)

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