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华中科技大学研发石墨烯柔性应变传感器,助力智能机器人及医疗监测发展

 2025年02月09日  阅读 9

摘要:应变传感器可以将机械变形转换为可检测的电信号,显示智能机器人,医疗监测,人机交互接口和仿生假肢等领域的良好应用前景。特别是,对人类运动行为的实时监测可以有效地评估其健康状况,并且在可穿戴医学诊断和个人健康监测中具有重要意义。对于人类运动监测,理想的应变传感器必...

应变传感器可以将机械变形转换为可检测的电信号,显示智能机器人,医疗监测,人机交互接口和仿生假肢等领域的良好应用前景。特别是,对人类运动行为的实时监测可以有效地评估其健康状况,并且在可穿戴医学诊断和个人健康监测中具有重要意义。对于人类运动监测,理想的应变传感器必须具有较高的拉伸和良好的稳定性,从而提供了实现全尺度人类运动检测的可能性。另外,由于人类运动的多样性和复杂性,在不同的应用条件(温度,频率等)下应变传感器的稳定性同样重要。当前报告的柔性应变传感器通常不能同时具有上述性能,这限制了其应用范围。

滑动变阻器如何工作_滑动变阻器的原理是_滑动变阻器工作原理

华科学技术大学的Xu Ming教授的研究团队根据“滑动变种器”的工作原理开发了石墨烯柔性拉伸应变传感器。通过更改相邻石墨烯片之间的接触区域,产生了电阻变化。该传感器具有高伸长率(70%),出色的周期稳定性(300,000次),并且在0.1-5 Hz的频率范围内稳定响应,温度范围为-45°C-180°C,可实现全尺度的人体运动监视。研究人员使用石墨烯作为基本结构单元,使用化学还原方法合成了部分重叠的三维石墨烯网络,并补充了减少时间的控制,并将其与弹性聚合物结合在一起以获得柔性拉伸应变传感器。通过原位透射电子显微镜,发现石墨烯薄片层彼此重叠会在外力的作用下产生相对滑倒,其接触区域也发生了相应的变化,从而导致电阻变化。作者通过控制三维石墨烯网络的宏变形,可以控制可逆范围内的石墨烯薄板层的滑动,并通过结构参数大大提高了应变传感器的周期性稳定性和在较大温度和频率范围内的稳定性优化。出色的诱导性能使这种类型的应变传感器可用于监测人体的大规模运动(步行,蹲),以及监测小规模运动和弱生理信号(呼吸,脉搏)。这项研究结果在个人健康监测,智能机器人和可穿戴电子设备领域具有良好的应用前景;基于“滑动式变种器”原理的石墨烯表结构设计为新的多功能传感器提供了新的想法。

该作品在(doi:10.1002/inf2)中发表,标题为“ a for and”。

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原文链接:http://wen.bjhwtx.com/post/2466.html

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