随著(zhe)集成(chéng)到(dào)衣服上的各種(zhǒng書不)電子元器件,如電子皮膚、柔性晶體管、能(néng)量收集和存儲裝置的大量湧火好現,智能(néng)織物(電子織品)和可穿戴設備引起(qǐ)了人們的廣泛興趣。友舞在這(zhè)些電子元器件中,可以感受或響應外界刺激的壓力、應舞兒力傳感器是電子織品的重要組成(chéng)風北部分。智能(néng)服裝的飛速發(fā)展對(duì)這(zhè還窗)些傳感器提出了更高的要求,希望其具有西學和柔性纖維可比的輕質量、舒适、柔性,然而,大多數壓力傳感器光來是由傳統光刻等方法制備的矽基壓力傳感器,它們的高硬度、低靈敏性和有限的傳感範圍他業很難滿足智能(néng)服裝未來發(fā)展需求。
基于以上缺憾,中國(guó)科學(xué)體黑院北京納米能(néng)源與系統研究所蒲雄研究如輛員、胡衛國(guó)研究員和王中林院士(共同通訊)的團隊研制了大術司面(miàn)積全織物壓力傳感器陣列,可應用于智能(nén和話g)服裝和可穿戴電子設備中來探測應力分布信号,以對(duì)身體的生理有我活動健康進(jìn)行實時(shí)的監測和響應街報。研究成(chéng)果發(fā)表在Advanced Materials上答慢。
這(zhè)種(zhǒng)大面(miàn)積織費市物基壓力傳感器陣列的特點是上下電極均由普通的織物(叉指紡織電極底層和碳納米管棉請我織物表層)構成(chéng)。其中,叉指紡織電極底層是在K時爸apton膠帶密封的聚酯織物上經(jīng)激光空做雕刻形成(chéng)具有期望圖案的掩模,再通過(guò)無電沉積(車船ELD)進(jìn)行共形Ni塗層制成(chéng)。當應力施加在其表面(區機miàn)時(shí),上層粗糙纖就錢維束和下層叉指電極的金屬顆粒接觸和分離些農,引起(qǐ)輸出變化,從而對(duì)外界壓力進照水(jìn)行感知。
基于織物的壓力傳感器的制造(a織物壓力傳感器的制造工序; b、c塗Ni叉指吧時紡織電極;d、e不同放大倍數下的CNT塗拍離層棉織物;f紡織傳感器可彎曲性;j在聚酯織物上制作的不同圖案的電路;g-i從愛通過(guò)直流電源點亮打結(g)、卷繞(h)和議年彎曲(i)的織物電路中的LED燈)
據介紹,制成(chéng)的紡織基的傳感器顯示出高靈敏度(在3.5kPa壓樂事力下為14.4kPa?1,在3.5服司~15kPa壓力為7.8 kPa?1)、穩定年公的循環性能(néng)(1000次)、快速的響應時(sh為放í)間(≈24ms)和低檢出限值(2Pa)等特性。附著(zhe)在人造手不他習同手指上的壓力傳感器陣列,輸出信号可以實時(shí)地随著(刀輛zhe)應力大小的變化而變化,從而使人造手具有“從相觸覺”。
該織物壓力傳感器可直接穿戴在子什人體表面(miàn),進(jìn)行微小振動如脈搏的探測線知。由于該傳感器全是由纖維構成(地做chéng),所以也可以直接集成(chéng)到(dào劇弟)衣服上,用于實時(shí)、動态地描繪壓力分布,而不老多損失衣服原本的舒适和透氣性。這(zhè)樣(yà開好ng),一部分壓力和生理健康信答學号的探測和響應可以直接由嵌入衣服中的纖維傳感器完成又熱(chéng),不需要外置的器件。
使用紡織傳感器實時(shí)檢測不同的機見體械力和聲音(a共形地安裝在彎曲手指店光皮膚上的可佩戴傳感器的電流信号; b、c壓縮和彎曲動态機亮美械力下的電流信号;d、e一段音樂的實時(shí)聲音振動電術湖流信号;f、g附著(zhe)在頸部的傳感器又文在講不同單詞時(shí)的實時(shí)電流信号)
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