许多重要行业正在越来越多地使用灵活的传感器为各种不同的应用程序。现在,在《华尔街日报》发表的一篇论文亚博网站下载提出了一种新的方法,编造一个灵活的,非接触传感器使用PEDOT: PSS和打印纸衬底。
研究:一个灵活的温度传感器的非接触式人机交互。图片来源:安德鲁。别列佐夫斯基/ Shutterstock.com
灵活的非接触传感器的重要性
几个行业使用灵活的传感器为许多应用程序。这些包括机器人、健康监测和可穿戴电子皮肤,近几十年来领域取得重大的进步。最近,Covid-19爆发结晶需要远程控制等日常用品的电梯面板和门,防止相互传染,和研究可靠、低成本的灵活的非接触式传感器加剧了。
原理图的制备过程灵活的温度传感器。图片来源:陈,S et al .,材料亚博网站下载
灵活的非接触式传感器有几个优势传统的传感设备。app亚博体育他们提供增强的效率水平,无缝与佩戴者的身体接触(它是一个动态的系统)和长期监测的参数,如体温。
实时温度响应便于应用,如电子皮肤,和作为一个基本的生理参数,可以通知医疗诊断。此外,最商业化的使用身体的实时温度传感控制和监控的人机交互。
一个灵活的非接触传感器的要求
灵活、可穿戴式非接触传感器需要几个物理、机械和电气性能和特点。
首先,他们需要能够承受物理变形发生从使用者的日常运动。其次,他们需要性能可以与传统温度计的灵敏度、准确性、可重复性和响应时间。
此外,他们必须能够可靠地运行在20 ~ 50岁不等oC,体温的正常范围,还必须展示出优越的抗干扰。
此外,他们必须能够在大规模、低成本生产。理想情况下,他们应该环保生产。他们的许多电极由材料,如石墨烯和金属纳米材料,可对压力和应变敏感,导致信号串扰。亚博网站下载
灵活的基质对灵敏度的影响。(一)归一化电阻变化曲线(ΔR / R0)对温度三个灵活的温度传感器;(b)纸质传感器在不同温度范围的敏感性;(c)原理图的温度响应机制PEDOT:基于PSS的传感器。图片来源:陈,S et al .,材料亚博网站下载
构建一个灵活的传感器具有PEDOT: PSS和纸
写在亚博网站下载材料,石漆陈领导的研究小组已经证明了一个灵活的非接触式传感器制作印刷PEDOT: PSS在日常打印纸用简单dip-drying方法。PEDOT: PSS近年来引起重大关注传感器中灵活的应用。水溶液中PEDOT和PSS,水平足够的电导率和良好的光学透明度。
制造技术,如喷墨打印,dip-drying direct-print调剂可以获得电影PEDOT: PSS并将它们集成到各种电子设备,利用他们优良的电气和光学性质。这些电影作为活性成分在柔性电子设备由于其对环境因素如湿度、温度和博士这些因素影响电影的阻力。
另一个属性,使得PEDOT: PSS电影理想作为活性层灵活的设备是他们缺乏对热量和压力的敏感度,当准备合适的衬底,没有高水平的弹性或特殊微观结构。
出于这个原因,研究小组选择了日常打印纸dip-drying过程。纸的过程淹没的解决方案,然后干燥它准备作为一个灵活的传感器。团队设计了一个temperature-based游戏控制器接口说明传感器的潜力,也可以作为成年人患手运动障碍的康复设备。
由于其稳定性和灵敏度温度范围属于正常人体温度范围,热敏纸可以快速识别物体的距离与不同的温度。由于这种有利的行为,准备dip-dried PEDOT: PSS印花纸能够可靠地控制人机交互作为无触点灵活的传感器。
热敏表演。(一)感应稳定PEDOT: PSS纸扣从最初的-30% 1000次;(b)温度敏感性的PEDOT: PSS的手指接近距离1,3,5毫米,分别;(c)响应时间曲线范围从28°C到50°C;(d)多循环感温稳定性测试28至50°C。的比较(e)敏感性和(f)响应时间相同的传感器第一天到30天之间。图片来源:陈,S et al .,材料亚博网站下载
本研究对未来意味着什么
虽然已经有大量的研究使用PEDOT: PSS解决方案灵活的电子设备,到目前为止几乎没有研究这种物质的使用作为一种非接触式人机交互控制界面。这项研究提供了灵活的非接触式传感器的发展作出了巨大的贡献。
通过开发一个灵活的材料具有优异的灵敏度、响应时间快、稳定和增强结合易于大面积制备和低成本、创造的材料研究团队有潜力作为申请电子皮肤,为机器人、智能人机交互接口和下一代智能医学进步。
进一步的阅读
陈,et al。(2021)一个灵活的温度传感器的非接触式人机交互(在线)亚博网站下载14:23 | mdpi.com。可以在:https://www.mdpi.com/1996-1944/14/23/7112
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