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宁波大学翁更生教授课题组 AFM:用于人体健康监测、物体识别及无接触手势识别的3D打印自供能柔性传感器

高分子科技  · 公众号  · 化学  · 2024-09-26 12:53

主要观点总结

文章介绍了柔性传感器在健康与人机交互领域的应用及其发展瓶颈。文章指出当前柔性传感器大多需要整合外部电源,限制了其发展和应用。为了解决这一问题,研究者采用光伏电池等制成非常规几何形状以达成自供能设计。宁波大学翁更生教授团队基于前期研究,开发出基于3D打印的多重刺激响应性柔性自供能传感器。该传感器可应用于可穿戴设备、健康监测、物体识别以及无接触手势识别等方面。

关键观点总结

关键观点1: 柔性传感器的发展及其技术难题

柔性传感器在健康与人机交互领域具有广泛应用前景,但当前面临的重要瓶颈是需要整合外部电源。

关键观点2: 解决策略

通过采用光伏电池等制成非常规几何形状,实现自供能设计,以避免整合外部电源的问题。

关键观点3: 柔性自供能传感器的设计

宁波大学翁更生教授团队基于前期研究,开发出基于3D打印的多重刺激响应性柔性自供能传感器。该传感器使用PAA水凝胶作为电解质层,通过Cu2+-Ala动态配位交联的PDA/Cu2+/Cu水凝胶作为负极层,并通过KMnO4转化构成正极层。

关键观点4: 传感器的应用

该柔性自供能传感器可应用于可穿戴设备、健康监测(如人体活动与呼吸监测)、物体识别以及无接触手势识别等方面。

关键观点5: 传感器的性能特点

该传感器在拉伸、弯曲、压缩、冲击等不同载荷作用模式下表现出不同的电流信号,具有载荷识别性。在载荷长期动态作用下能保持稳定的信号输出。


文章预览

点击上方 “ 蓝字 ” 一键订阅 柔性传感器在健康与人机交互等方面具有不可替代的应用。当前虽然已开发出多种类型的柔性传感器,但是目前的很多柔性传感器都需要整合外部电源。这已成为柔性传感器发展的重要瓶颈。为解决这个问题,一种常见的、较为成熟的方法是将光伏电池等做成非常规的几何形状,以实现薄型、可弯曲和可拉伸的设计,其生产过程需要用到微加工技术,能耗较高,步骤多,因而发展受到限制。此外,压电材料、热电材料等也被用来构筑自供能柔性传感器。这类自供能设计能避免刚性供电器件整合的问题,但是这类传感器往往只能对某一刺激,比如压力,产生响应。近年来,原电池型自供能柔性传感器也得到了一定的发展。这类柔性传感器利用电解质材料的精心设计与电极反应可实现对多种刺激信号的响应。但是基于原 ………………………………

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