化工儀器網(wǎng)手機(jī)版
移動(dòng)端訪問更便捷
今日焦點(diǎn) Today's Focus
查看更多+-
賦能智能制造與安全運(yùn)行的“精準(zhǔn)之眼”，高精度壓力測量及校準(zhǔn)線上會(huì)議即將開啟
2025年6月4日13:00，為突破測量精度極限、構(gòu)建[詳細(xì)]
深圳先進(jìn)院開發(fā)出高性能微流體柔性應(yīng)變傳感器
2020年07月21日 16:54:25
來源：深圳先進(jìn)技術(shù)研究院 點(diǎn)擊量：3944
近日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院醫(yī)工所微創(chuàng)中心研究員王磊、副研究員李暉團(tuán)隊(duì)，在利用波浪形微通道設(shè)計(jì)改善基于液態(tài)金屬的柔性應(yīng)變傳感器遲滯性、響應(yīng)時(shí)間和靈敏度方面的研究取得新進(jìn)展。相關(guān)研究成果以Superelastic, Sensitive, and Low Hysteresis Flexible Strain Sensor Based on Wave-Patterned Liquid Metal
【化工儀器網(wǎng) 科技前沿】近日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院醫(yī)工所微創(chuàng)中心研究員王磊、副研究員李暉團(tuán)隊(duì)，在利用波浪形微通道設(shè)計(jì)改善基于液態(tài)金屬的柔性應(yīng)變傳感器遲滯性、響應(yīng)時(shí)間和靈敏度方面的研究取得新進(jìn)展。相關(guān)研究成果以Superelastic, Sensitive, and Low Hysteresis Flexible Strain Sensor Based on Wave-Patterned Liquid Metal for Human Activity Monitoring為題，發(fā)表在ACS Applied Materials & Interfaces上。
柔性應(yīng)變傳感器已成為未來智能設(shè)備發(fā)展的重要研究方向，在人機(jī)交互、電子皮膚和運(yùn)動(dòng)監(jiān)控等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。目前，柔性應(yīng)變傳感器已廣泛用于可穿戴電子設(shè)備中以獲取人體物理參數(shù)，但無論傳感材料的可拉伸性如何，小應(yīng)變變化的分辨率不足或加載/卸載狀態(tài)之間的滯后現(xiàn)象，限制了這些傳感器的各種應(yīng)用。基于此，深圳先進(jìn)院微創(chuàng)中心醫(yī)學(xué)微系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)通過將液態(tài)金屬共晶鎵銦(EGaIn)嵌入到波浪形微通道柔性基底中，開發(fā)出一種微流體柔性應(yīng)變傳感器，其新型波浪形設(shè)計(jì)抑制了微通道的粘彈性，提高了變形恢復(fù)能力，改善了遲滯性和響應(yīng)速度。
該柔性應(yīng)變傳感器可承受高達(dá)320%的應(yīng)變且能夠正常工作，波浪形結(jié)構(gòu)能夠有效抑制微通道的粘彈性，遲滯性從6.79%提高到1.02%。此外，通過延長波浪形微通道長度，同時(shí)傳感器的靈敏度(GF=4.91)和分辨率得到提高，能夠檢測到低至0.09%的極微小應(yīng)變變化，響應(yīng)時(shí)間低至116ms。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該柔性應(yīng)變傳感器能夠被用于人體和機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)監(jiān)測，如手指、頸部、呼吸胸腔和機(jī)器人關(guān)節(jié)的不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等，在可穿戴電子、運(yùn)動(dòng)識別、醫(yī)療健康和軟體機(jī)器人方面具有應(yīng)用前景。
李暉為論文通訊作者，研究助理陳靜為論文第一作者。研究工作得到科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、廣東省自然科學(xué)金和深圳市基礎(chǔ)研究等的支持。
圖1.直線型微通道傳感器和波浪形微通道傳感器的響應(yīng)曲線對比。(a，c)直線型應(yīng)變傳感器和(b，d)波浪形應(yīng)變傳感器的相對電阻分別在縱向和橫向負(fù)載下的變化；(e)直線型應(yīng)變傳感器和波浪形應(yīng)變傳感器結(jié)構(gòu)；(f)直線型應(yīng)變傳感器和波浪形應(yīng)變傳感器在連續(xù)分布加載實(shí)驗(yàn)中的響應(yīng)曲線變化。
圖2.(a)增強(qiáng)的波浪形微流體應(yīng)變傳感器結(jié)構(gòu)。(b)增強(qiáng)的波浪形微流體應(yīng)變傳感器表現(xiàn)出良好的適形性，柔韌性和可彎曲性。
圖3.增強(qiáng)的波浪形應(yīng)變傳感器作為可穿戴設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測人體和機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。(a)人體手指彎曲/舒展時(shí)的信號響應(yīng)；(b)貼敷有傳感器的手指在抓取不同尺寸物體時(shí)的信號相對變化(1)燒杯(2)塑料杯(3)圓珠筆；(c)增強(qiáng)的波浪形傳感器在人體頸部彎曲和(d)胸腔呼吸等動(dòng)態(tài)循環(huán)加載下的輸出信號變化。(e)集成在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)上的柔性傳感器隨機(jī)器人不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的響應(yīng)曲線。
相關(guān)閱讀 Related Reading
查看更多+-
腦科學(xué)與微電子技術(shù)相融合 尋找賦予失明者光明的途經(jīng)
近日，復(fù)旦大學(xué)集成電路與微納電子創(chuàng)新學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)、腦科學(xué)研究團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過7年攻關(guān)，共同開發(fā)出全...2025-06-06 11:27:15 -
賦能智能制造與安全運(yùn)行的“精準(zhǔn)之眼”，高精度壓力測量及校準(zhǔn)線上會(huì)議即將開啟
2025年6月4日13:00，為突破測量精度極限、構(gòu)建全生命周期校準(zhǔn)體系，化工儀器網(wǎng)聯(lián)合福祿克測試儀器(上海)有限公司，共同舉辦“...2025-06-03 10:37:49 -
像魚一樣游動(dòng) 仿生技術(shù)賦予水下機(jī)器人靈活性
中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所從自然界魚類身上的側(cè)線系統(tǒng)獲得啟發(fā)，開發(fā)了一種名為FlowSight的仿生側(cè)線傳感器。2025-05-22 11:40:00 -
致力于推動(dòng)國產(chǎn)工業(yè)溫控智能化 普泰克驚艷亮相CIBF2025
作為工業(yè)溫控領(lǐng)域的技術(shù)型企業(yè)，普泰克(上海)制冷設(shè)備技術(shù)有限公司(以下簡稱“普泰克”)攜其核心產(chǎn)品——新能源部件測試溫控系統(tǒng)驚艷亮...2025-05-19 10:48:45 -
近日，《自然》期刊宣布將于2026年1月推出《健康》《傳感》兩本子刊。2025-05-12 11:30:09
-
項(xiàng)目名稱：福建漳州核電廠3、4號機(jī)組安全級導(dǎo)波雷達(dá)液位變送器，項(xiàng)目編號：0739-254CNEIC2D02，招標(biāo)范圍：福建漳州核電...2025-05-09 14:36:56
版權(quán)與免責(zé)聲明
- ①凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
- ②本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對其真實(shí)性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí)，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
- ③如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
