我中心Ashish Yadav副教授、吴永玲教授和郑宏宇教授等人在Materials Advances期刊上发表了题为“Wearable strain sensors: state-of-the-art and future applications”的论文。本文介绍了柔性可穿戴式应变传感系统以及它们面临的挑战和前景。可穿戴式应变传感器在各种研究和工业领域引起了广泛的关注。这类系统的适用性和适应性越来越强,增加了对开发具有改进的方面和包装的仪器的需求,以研究生物集成的小工具、电子皮肤、可穿戴的健康护理技术和机器人技术。尽管有出色的性能,但在生产最新的光学、机械、电气和传感模式,以及开发这些用于精确检测的需求方面,仍面临着巨大的挑战。考虑到所有这些苛刻的挑战,最先进的可穿戴应变传感器技术正朝着探索下一代纳米技术创新和突破的路线图发展,而柔性应变传感器具有可拉伸性、高检测能力和其他一些功能。由于其在人工智能、人机系统和医疗保健工具等领域的应用能力,可穿戴设备正成为一个极具吸引力的领域。
图1. 可穿戴式应变传感器的最新应用潜力
图2.可穿戴压力传感装置。(a)所附晶体管中压力传感器及其接点的截面示意图。(b)安装在手腕和脖子上的压力传感器,用于测量血压的瞬时变化。(c)印刷压力传感器,安装在商用橡胶贴片上。该传感器阵列由四个通道的压力传感器。(d)手腕动脉正上方皮肤安装的传感器(比例尺3cm)。(e)在健康和锻炼的条件下,通过感知身体力量来测量心跳。(f)压敏石墨烯场效应管的图像。(g)归一化漏极电流随施加在器件上的压力的变化
图3.可穿戴式应变传感器实例:(a)三层堆叠在纳米混合结构中的应变传感器的截面示意图。(b)传感器的时间依赖电阻变化DR/R0。(c)石墨烯机织织物电阻相对变化的光学显微图。(d)相对抗性在0%~0.2%菌株96之间的变异。(e)光纤型电容式应变传感器的多芯壳打印程序的表示。(f)归一化传感器的衰减时间响应。