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高性能柔性透明力触式传感器促进可穿戴设备功能提高《资讯》

发布时间:2020-08-17 14:17:37 阅读: 来源:滴瓶厂家

2018-10-19 15:58:15来源:新材料在线

研究人员报道了一种高性能、透明的纳米力触式传感器,其中应用了他们开发的一种薄的柔性透明的多层纳米复合材料(HNC)薄膜。研究团队表示,他们开发的传感器同时具备工业级应用所必需的所有特性:高灵敏度、透明性、弯曲不灵敏度和可制造性(先进功能材料(Advanced Functional Materials),“通过增强多层纳米复合薄膜的渗透效果,制备出工业级、弯曲不灵敏、透明纳米力触式传感器”。

力触式传感器可以识别外界刺激的位置和压力,在各种应用中都得到了广泛的关注,比如可穿戴设备、柔性显示器和人形机器人。几十年来,大量的研究和开发致力于提高压力灵敏度,以求成功制备工业级的传感装置。然而,将力触式传感器应用在柔性应用中仍然是一个挑战,这是因为当设备弯曲时,感应机械应力和变形的传感性能会改变和降低。

为了克服这些问题,研究小组将重点放在非气隙传感器的开发上,以摆脱力触式传感器需要在电极之间设置气隙,以获得高灵敏度和灵活性的传统技术。

透明灵活的力触式传感器的示意图(上图)和通过应力集中来使灵敏度增强的示意图(下图)

提出的非气隙力触式传感器是基于一种含有金属纳米颗粒的透明纳米复合材料-它可以根据压力最大限度地增加介质的电容变化,以及一种可以通过集中压力提高透明度和灵敏度的纳米光栅衬底。最终,该团队成功地制造出了一种高度灵敏、透明、灵活的力触式传感器,这种传感器应对重复压力有良好的机械稳定性。

此外,将传感电极放置在与中间平面相同的平面上,力触式传感器可以工作,即使将力触式传感器弯曲到圆珠笔半径的程度也不会降低其工作性能。

提出的这种力触式传感器还可以满足批量生产的商业要求,如大面积均匀性、生产重现性以及适应温度和长期使用的可靠性。

最后,研究团队将开发的传感器应用于一种具有脉冲监测能力的医疗可穿戴设备,并成功检测到实时人体脉搏。此外,研究团队还与HiDeep公司确认,7英寸的大面积传感器可以集成到商用智能手机中。

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