中国石油大学:柔性应变传感器在智能穿戴设备领域的发展

【中国石油大学:柔性应变传感器在智能穿戴设备领域的发展】

随着物联网(IoT)技术和第五代移动通信技术(5G)的发展,对智能可穿戴设备的需求不断增加。因此,具有高拉伸性的应变传感器得到了迅速发展。电子皮肤和智能穿戴产品的实现需要柔性应变传感器的不断突破。本文,中国石油大学(华东)石油工程学院张冬至 副教授 团队在《J. Mater. Chem. C》期刊发表名为“A flexible wearable strain sensor for human-motion detection and a human–machine interface”的论文,研究使用两层聚二甲基硅氧烷(PDMS)和一个传感层制备了具有夹层结构的柔性可拉伸传感器。高导电感测层由银纳米花(AgNFs)和多壁碳纳米管(MWCNTs)组成,其协同效应成功地提高了薄膜的柔韧性和导电性。


该传感器具有高伸缩性(100%)、快速响应时间(60 ms)、高规格系数(1187.07)和高稳定性,能够检测生理和运动信号,如脉搏、语音识别和关节位置。基于传感器阵列技术,研制了一种电子皮肤阵列,实现了皮肤表面压力的多点分布式检测。此外,使用这种电子皮肤设计了智能手套,通过无线传输和3D建模技术,使用虚拟显示界面实现了手势跟踪。该传感器在人机交互、机械控制和可穿戴电子设备领域具有广阔的发展前景。

AgNFs/MWCNTs柔性应变传感器是可拉伸的(应变>100%),并显示出高灵敏度(GF = 1187.07)。该传感器具有快速响应时间(60毫秒)和出色的耐用性(拉伸>2000倍)。它可以有效地识别大小应变,例如脉搏信号,语音识别,呼吸监测和关节弯曲。


此外,还制作了一种电子皮肤阵列,可以紧密附着在人体皮肤上,实现皮肤表面压力的多点分布检测。最后,基于传感器阵列技术、无线传感技术和3D建模技术设计了一种智能手套无线监控系统。手部位置可以通过LabVIEW界面的3D操纵器模型实时显示,实现人机交互。因此,AgNFs/MWCNTs柔性应变传感器在生理健康监测、可穿戴电子设备和工业机器人等领域具有广阔的应用前景。


来源:传感器专家网


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