<sup id="e2oui"><noscript id="e2oui"></noscript></sup>
<tr id="e2oui"></tr><sup id="e2oui"><small id="e2oui"></small></sup>
<rt id="e2oui"><optgroup id="e2oui"></optgroup></rt>
<rt id="e2oui"></rt>
<tr id="e2oui"><xmp id="e2oui">
<acronym id="e2oui"><optgroup id="e2oui"></optgroup></acronym>
<rt id="e2oui"></rt>
廣告
廣告
潛力巨大的柔性傳感器產業
您的位置 資訊中心 > 產業新聞 > 正文

潛力巨大的柔性傳感器產業

2021-03-01 14:10:14 來源:傳感器專家網 點擊:200

【嗶哥嗶特導讀】利用柔性傳感器和導電體,科學家可以將外界的受力或受熱情況轉換為電信號,傳遞給機器人的電腦進行信號處理,這樣就可以制作成透明、柔韌、可延展、可自由彎曲折疊、可穿戴的電子皮膚,以便實時精準的監測出人體各項指標。

華為Mate X2、中興努比亞柔性屏腕機、三星Galaxy Fold......近來,各大品牌折疊屏手機、柔性可穿戴電子等智能設備層出不窮。

“柔性時代”已然來臨,折疊屏是近年手機市場熱點之一,成為業內人士的共識。而作為柔性電子設備的重要組成部分,柔性傳感器正在從基礎研究向產業化方向發展。

利用柔性傳感器和導電體,科學家可以將外界的受力或受熱情況轉換為電信號,傳遞給機器人的電腦進行信號處理,這樣就可以制作成透明、柔韌、可延展、可自由彎曲折疊、可穿戴的電子皮膚,以便實時精準的監測出人體各項指標。

傳感器

柔性傳感器有什么特點?

柔性傳感器是指采用柔性材料制成的傳感器,具有良好的柔韌性、延展性、甚至可自由彎曲甚至折疊,而且結構形式靈活多樣,可根據測量條件的要求任意布置,能夠非常方便地對復雜被測量進行檢測。

柔性傳感器的優勢讓它有非常好的應用前景,包括在醫療電子、環境監測和可穿戴等領域。例如在環境監測領域,科學家將制作成的柔性傳感器置于設備中,可監測臺風和暴雨的等級;在可穿戴方面,柔性的電子產品更易于測試皮膚的相關參數,因為人的身體不是平面的。

那么,對于柔性傳感器而言關鍵是什么?以現在被廣泛用于醫療、環境檢測等領域的柔性可穿戴電子傳感器為例,其信號轉換機制主要分為壓阻、電容和壓電三大部分。

壓 阻

壓阻傳感器可以將外力轉換成電阻的變化(與施加壓力的平方根成正比),進而可以方便地用電學測試系統間接探測外力變化。而導電物質間導電路徑的變化是獲得壓阻傳感信號的常見機理。由于其簡單的設備和信號讀出機制,這類傳感器得到廣泛應用。程文龍等發展了一種簡單實用的高靈敏壓阻傳感器,其在彈性基底上構筑了金納米線薄層和電極陣列。這種器件具有 13~50000 Pa寬的檢測范圍。為了增強靈敏性,實現對接觸力的掃描,鮑哲楠等利用具有錐狀微結構的壓阻傳感器制備了一種可以向大腦傳遞觸覺信息的電子皮膚。

電 容

容是衡量平行板間容納電荷能力的物理量。傳統的電容傳感器通過改變正對面積s和平行板間距d來探測不同的力,例如壓力,剪切力等。電容式傳感器的主要優勢在于其對力的敏感性強,可以實現低能耗檢測微小的靜態力。鮑哲楠等在彈性基底上制備了電容型透明可拉伸的碳納米管傳感器,對壓力和拉力同時有響應。

壓 電

壓電材料是指在機械壓力下可以產生電荷的特殊材料。這種壓電特性是由存在的電偶極矩導致的。 電偶極矩的獲得是靠取向的非中心對稱晶體結構變形,或者孔中持續存在電荷的多孔駐極體。壓電系數是衡量壓電材料能量轉換效率的物理量,壓電系數越高,能量轉換的效率就越高。高靈敏,快速響應和高壓電系數的壓電材料被廣泛應用于將壓力轉換為電信號的傳感器。

柔性材料迅速發展成為催化劑

柔性傳感器為何成為趨勢,自然是隨著柔性材料的發展應運而生。柔性材料是與剛性材料相對應的概念,一般,柔性材料具有柔軟 、低模量 、易變形等屬性 目前制作柔性傳感器的材料有很多,主要是金屬材料、無機半導體材料、有機材料和柔性基底。

1、柔性基底

為了滿足柔性電子器件的要求,輕薄、透明、柔性和拉伸性好、絕緣耐腐蝕等性質成為了柔性基底的關鍵指標。

在眾多柔性基底的選擇中,聚二甲基硅氧烷(PDMS)成為了人們的首選。它的優勢包括方便易得、化學性質穩定、透明和熱穩定性好等。尤其在紫外光下粘附區和非粘附區分明的特性使其表面可以很容易的粘附電子材料。很多柔性電子設備通過降低基底的厚度來獲得顯著的彎曲性;然而,這種方法局限于近乎平整的基底表面。相比之下,可拉伸的電子設備可以完全粘附在復雜和凹凸不平的表面上。目前,通常有兩種策略來實現可穿戴傳感器的拉伸性。第一種方法是在柔性基底上直接鍵合低楊氏模量的薄導電材料。第二種方法是使用本身可拉伸的導體組裝器件。通常是由導電物質混合到彈性基體中制備。

2、金屬材料

金屬材料一般為金銀銅等導體材料,主要用于電極和導線。 對于現代印刷工藝而言,導電材料多選用導電納米油墨,包括納米顆粒和納米線等。金屬的納米粒子除了具有良好的導電性外,還可以燒結成薄膜或導線。

3、無機半導體材料

以ZnO和ZnS為代表的無機半導體材料由于其出色的壓電特性,在可穿戴柔性電子傳感器領域顯示出了廣闊的應用前景。

一種基于直接將機械能轉換為光學信號的柔性壓力傳感器被開發出來。這種矩陣利用了Zn S:Mn 顆粒的力致發光性質。力致發光的核心是壓電效應引發的光子發射。壓電 Zn S 的電子能帶在壓力作用下產生壓伏效應而產生傾斜,這樣可以促進Mn2+的激發,接下來的去激發過程發射出黃光(580nm左右)。

一種快速響應(響應時間小于10ms)的傳感器就是由這種力致發光轉換過程所得到,通過自上而下的光刻工藝,其空間分辨率可達 100μm。這種傳感器可以記錄單點滑移的動態壓力,其可以用于辨別簽名者筆跡和通過實時獲得發射強度曲線來掃描二維平面壓力分布。 所有的這些特點使得無機半導體材料成為未來快速響應和高分辨壓力傳感器材料領域最有潛力的候選者之一。

4、有機材料

大規模壓力傳感器陣列對未來可穿戴傳感器的發展非常重要。基于壓阻和電容信號機制的壓力傳感器存在信號串擾,導致了測量的不準確,這個問題成為發展可穿戴傳感器最大的挑戰之一。

由于晶體管完美的信號轉換和放大性能,晶體管的使用為減少信號串擾提供了可能。因此,在可穿戴傳感器和人工智能領域的很多研究都是圍繞如何獲得大規模柔性壓敏晶體管展開的。

典型的場效應晶體管是由源極、漏極、柵極、介電層和半導體層五部分構成。根據多數載流子的類型可以分為p型(空穴)場效應晶體管和n型(電子)場效應晶體管。

傳統上用于場效應晶體管研究的p型聚合物材料主要是噻吩類聚合物,其中最為成功的例子便是聚(3-己基噻吩)(P3HT)體系。萘四酰亞二胺(NDI)和苝四酰亞二胺(PDI)顯示了良好的n型場效應性能,是研究最為廣泛的n型半導體材料,被廣泛應用于小分子n型場效應晶體管當中。

通常晶體管參數有載流子遷移率、運行電壓和開/關電流比等。與無機半導體結構相比,有機場效應晶體管(OFET)具有柔性高和制備成本低的優點,但也有載流子遷移率低和操作電壓大的缺點。

5、碳材料

柔性可穿戴電子傳感器常用的碳材料有碳納米管和石墨烯等。碳納米管具有結晶度高、導電性好、比表面積大、微孔大小可通過合成工藝加以控制,比表面利用率可達100%的特點。

石墨烯具有輕薄透明,導電導熱性好等特點。在傳感技術、移動通訊、信息技術和電動汽車等方面具有極其重要和廣闊的應用前景。

在碳納米管的應用上,利用多臂碳納米管和銀復合并通過印刷方式得到的導電聚合物傳感器,在140%的拉伸下,導電性仍然高達20S?cm?1。

在碳納米管和石墨烯的綜合應用上,制備了可以高度拉伸的透明場效應晶體管,其結合了石墨烯/單壁碳納米管電極和具有褶皺的無機介電層單壁碳納米管網格通道。由于存在褶皺的氧化鋁介電層,在超過一千次20%幅度的拉伸-舒張循環下,沒有漏極電流變化,顯示出了很好的可持續性。

柔性傳感器種類繁多

柔性傳感器種類較多,分類方式也多樣化 。按照用途分類,柔性傳感器包括柔性壓力傳感器 、柔性氣體傳感器 、柔性濕度傳感器 、柔性溫度傳感器 、柔性 應變傳感器 、柔性磁阻抗傳感器和柔性熱流量傳感器等。

按照感知機理分類,柔性傳感器包括柔性電阻式傳感器 、柔性電容式傳感器 、柔性壓磁式傳感器和柔性電感式傳感器等 。

接下來,列舉一些目前應用較多的柔性傳感器。

柔性圖像感應陣列

柔性電子設備的光敏性是柔性成像傳感系統,生物健康監測和遙控的技術核心。設計具有新材料和結構的柔性平臺來開發高感測性能光電探測器是十分必要的,為了實現快速響應和寬帶寬,低維度材料得到認可,包括納米線、納米帶、2D材料和納米復合材料。這些基于納米材料的可穿戴式光電探測器在感測平臺上是可拉伸,可彎曲,重量輕和透明的,并且由于它們在將來的人性化應用中的潛在價值受到極大關注。

柔性氣體傳感器

柔性氣體傳感器在電極表面布置對氣體敏感的薄膜材料,其基底是柔性的,具備輕便、柔韌易彎曲,可大面積制作等特點,薄膜材料也具備更高的敏感性和相對簡便的制作工藝而備受關注。這很好地滿足了特殊環境下氣體傳感器的便攜、低功耗等需求,打破了以往氣體傳感器不易攜帶、測量范圍不全面、量程小、成本高等不利因素,可對乙醇氣體進行簡單精確的檢測。

柔性濕度傳感器

濕度傳感器主要有電阻式、電容式兩大類。濕敏電阻器特點是在基片上覆蓋一層用感濕材料制成的膜,當空氣中的水蒸汽吸附在感濕膜上時,元件的電阻率和電阻值都發生變化,利用這一特性即可測量濕度。濕敏電容器一般是用高分子薄膜制成,常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酞亞胺、酪酸醋酸纖維等。濕度傳感器正從簡單的濕敏元件向集成化、智能化。

多參數檢測的方向迅速發展,傳統的干濕球濕度計或毛發濕度計已無法滿足現代科技發展的需要。

柔性濕度傳感器以低成本、低能耗、易于制造和易集成到智能系統制造等優點已被廣泛研究。制作該類柔性濕度傳感器的基底材料與其他柔性傳感器類似,制造濕度敏感膜的方法也有很多,包括浸涂 、旋轉涂料 、絲網印刷和噴墨印刷等。

柔性壓力傳感器

柔性壓力傳感器在智能服裝、智能運動、機器人“皮膚”等方面有廣泛運用。聚偏氟乙烯、硅橡膠、聚酞亞胺等作為其基底材料已廣泛用于柔性壓力傳感器的制作,它們有別于采用金屬應變的測力傳感器和采用n型半導體芯片的擴散型普通壓力傳感器,具有較好的柔韌性、導電性及壓阻特性。

寫在最后

柔性智能傳感器的應用前景一路向好,但是其產業化的過程中一定將面臨很多挑戰。

柔性傳感器產業鏈整體亟待提高。就技術本身而言,傳感器本身的穩定性、耐磨損性等還需要進一步提高。而從整個產業鏈的配套來說,柔性電路、柔性存儲,以及軟硬連接等環節也需要跟進步伐。

聲明:轉載此文是出于傳遞更多信息之目的。若有來源標注錯誤或侵犯了您的合法權益,請與我們聯系,我們將及時更正、刪除,謝謝。

分享到:
閱讀延展
壓力傳感器 傳感器

微信

第一時間獲取電子制造行業新鮮資訊和深度商業分析,請在微信公眾賬號中搜索“嗶哥嗶特商務網”或者“big-bit”,或用手機掃描左方二維碼,即可獲得嗶哥嗶特每日精華內容推送和最優搜索體驗,并參與活動!

發表評論

  • 最新評論
  • 廣告
  • 廣告
  • 廣告
廣告
粵B2-20030274號   Copyright Big-Bit ? 2019-2029 All Right Reserved 嗶哥嗶特 版權所有     未經本網站書面特別授權,請勿轉載或建立影像,違者依法追究相關法律責任
久久爱免费频在线看3,久久爱免费视顿在线观看,韩国日本免费不卡在线
青州市| 青河县| 灵璧县| 广德县| 保德县| 兰西县| 古浪县| 泸西县| 霍城县| 黔江区| 静安区| 柞水县| 佛山市| 肃宁县| 普定县| 关岭| 教育| 峨眉山市| 东阿县| 错那县| 静安区| 六枝特区| 拉萨市| 河池市| 霸州市| 邵东县| 鸡东县| 阳江市| 应城市| 洞口县| 张家川| 墨玉县| 洮南市| 五家渠市| 奉节县| 平顶山市| 信丰县| 万源市| 泰和县| 嘉善县| 江源县| 栖霞市| 前郭尔| 墨竹工卡县| 永川市| 宜兰县| 海兴县| 东丽区| 光泽县| 吉林市| 诸城市| 大安市| 获嘉县| 稷山县| 建水县| 东阳市| 临泉县| 邯郸市| 黑河市| 砚山县| 五家渠市| 延川县| 勐海县| 涪陵区| 洪泽县| 无极县| 昂仁县| 乐安县| 习水县| 黄浦区| 大荔县| 施甸县| 海原县| 乾安县| 肥乡县| 新乐市| 长顺县| 浦城县| 彰化市| 岳阳县| 乌兰察布市| 广元市| 慈溪市| 冕宁县| 宜宾县| 江山市| 安义县| 肥城市| 定结县| 威海市| 子长县| 宁乡县| 德令哈市| 游戏| 济源市| 乳源| 轮台县| 十堰市| 苏尼特左旗| 若羌县| 都匀市| 奉贤区| 连山| 黔西县| 班戈县| 石家庄市| 西畴县| 龙里县| 宜城市| 五大连池市| 安化县| 柘荣县| 牟定县| 江山市| 通山县| 南昌县| 平远县| 莱州市| 乐安县| 白河县| 肃北| 瑞昌市| 苗栗县| 凤阳县| 织金县| 潼南县| 昌都县| 苗栗县| 舟曲县| 邮箱| 肇东市| 柞水县| 东海县| 乐平市| 桂平市| 苍梧县| 西安市| 花莲县| 札达县| 黄平县| 株洲县| 兴化市| 冷水江市| 嘉黎县| 仙居县| 钦州市| 古丈县| 华亭县| 长白| 正宁县| 镇平县| 彝良县| 永和县| 南京市| 东山县| 梨树县| 郧西县| 乡城县| 汶川县| 陆川县| 法库县| 陕西省| 通辽市| 安达市| 广水市| 武夷山市| 黄梅县| 新乡县| 平乐县| 特克斯县| 凤庆县| 二连浩特市| 壶关县| 伊春市| 临泉县| 无棣县| 崇义县| 屏山县| 康乐县| 湄潭县| 兴国县| 区。| 尚义县| 吉水县| 宜昌市| 察雅县| 兴义市| 凯里市| 江口县| 邵武市| 青浦区| 资讯| 岢岚县| 长葛市| 科尔| 长子县| 抚远县| 金湖县| 潜江市| 大港区| 崇左市| 武穴市| 沙田区| 郸城县| 图木舒克市| 措美县| 兴海县| 皮山县| 长寿区| 抚州市| 和顺县| 布尔津县| 自治县| 汕头市| 景宁| 涟水县| 邵东县| 鹤壁市| 龙口市| 灵璧县| 永泰县| 诸暨市| 商南县| 农安县| 乳山市| 淳化县| 涿鹿县| 三门峡市| 顺义区| 罗城| 四会市| 杨浦区| 牙克石市| 卓资县| 湘阴县| 临漳县| 鲁山县| 镇宁| 瓦房店市| 玉溪市| 健康| 敦煌市| 渑池县| 丹阳市| 潼关县| 吉安县| 绿春县| 双鸭山市| 昭通市| 博客| 农安县| 客服| 镇坪县| 安阳市| 友谊县| 柯坪县| 武平县| 潼关县| 汤原县| 武宣县| 洛浦县| 西城区| 沙雅县| 通海县| 禹州市| 巴彦淖尔市| 静乐县| 安顺市| 绥滨县| 台南市| 隆林| 阳高县| 通化县| 无为县| 福州市| 唐山市| 门源| 八宿县| 中阳县| 莱阳市| 会同县| 灵武市| 云南省| 略阳县| 子洲县| 成都市| 南川市| 内江市| 济源市| 西乌珠穆沁旗| 恩平市| 敖汉旗| 武定县| 西乌珠穆沁旗| 阜阳市| 德化县| 闵行区| 沁源县| 攀枝花市| 吕梁市| 德庆县| 稷山县| 建湖县| 东乡族自治县| 夏河县| 莱阳市| 商城县| 大姚县| 封丘县| 将乐县| 黎城县| 邯郸县| 海宁市| 凯里市| 景东| 南乐县| 宜昌市| 美姑县| 错那县| 九寨沟县| 台中市| 清远市| 普陀区| 康乐县| 镇平县| 洛隆县| 清水河县| 米泉市| 上饶县| 泰宁县| 景德镇市| 桂平市| 上杭县| 城市| 景洪市| 珠海市| 伊宁市| 淮安市| 新安县| 吴川市| 石门县| 吉安县| 新绛县| 中卫市| 禹州市| 紫阳县| 邯郸县| 诸城市| 静宁县| 溧水县| 阜南县| 海宁市| 郯城县| 都昌县| 通州区| 蒙自县| 涟源市| 张家口市| 德清县| 金平| 丹江口市| 横峰县| 陆河县| 彰化市| 容城县| 桓仁| 宁阳县| 商都县| 昌宁县| 介休市| 泌阳县| 哈密市| 青浦区| 龙岩市| 竹溪县| 越西县| 盐源县| 仁化县| 黑河市| 景东| 宝鸡市| 浙江省| 六盘水市| 织金县| 浮山县| 嵊泗县| 邓州市| 石棉县| 新乡县| 广德县| 酒泉市| 太康县| 木里| 东源县| 二手房| 南靖县| 越西县| 温宿县| 容城县| 延边| 乐都县| 赤水市| 郓城县| 五河县| 万山特区| 托里县| 连江县| 南宁市| 吉首市| 沾化县| 铁岭县| 和顺县| 澄城县| 辰溪县| 阳高县| 和静县| 吉林市| 遂溪县| 梁河县| 满洲里市| 拜泉县| 安溪县| 永顺县| 太康县| 鸡西市| 彭阳县| 定边县| 虹口区| 江华| 囊谦县| 岢岚县| 方正县| 绥滨县| 宜黄县| 柘荣县| 滨州市| 京山县| 宜城市| 孙吴县| 万山特区| 鄂尔多斯市| 科技| 左贡县| 二连浩特市| 梁平县| 定日县| 阿克陶县| 利川市| 华安县| 洮南市| 普陀区| 台南县| 射洪县| 连江县| 任丘市| 缙云县| 中方县| 平邑县| 贵溪市| 凯里市| 项城市| 闽侯县| 肇州县| 收藏| 军事| 江津市| 吴江市| 阳新县| 永宁县| 冀州市| 宁蒗| 盖州市| 包头市| 迭部县| 安岳县| 根河市| 江安县| 谢通门县| 循化| 新化县| 海口市| 宜川县| 巴里| 江源县| 德惠市| 吴忠市| 治县。| 林口县| 延川县| 五河县| 房产| 定日县| 昌黎县| 洞头县| 田阳县| 卓尼县| 青海省| 麻江县| 忻城县| 余姚市| 府谷县| 偃师市| 琼中| 自治县| 巴马| 临澧县| 大港区| 治多县| 潮安县| 郓城县| 星子县| 土默特左旗| 浦江县| 云林县| 祁东县| 五家渠市| 朝阳县| 邵武市| 平远县| 荔浦县| 京山县| 高邮市| 五寨县| 韩城市| 栾川县| 江孜县| 鸡西市| 南部县| 乌拉特后旗| 广汉市| 庆阳市| 府谷县| 合作市| 渝中区| 连州市| 浏阳市| 涡阳县| 本溪| 红安县| 宜兰市| 涿鹿县| 长宁区| 孝昌县| 乐昌市| 长丰县| 蕲春县| 耒阳市| 台州市| 和林格尔县| 黑山县| 陆良县| 老河口市| 正宁县| 伊春市| 丰顺县| 深圳市| 嘉鱼县| 宜章县| 蒙山县| 岳阳县| 玉山县| 贵港市| 云霄县| 崇文区| 北海市| 景谷| 平凉市| 星座| 比如县| 同德县| 睢宁县| 嘉善县| 磐石市| 祁连县| 增城市| 五原县| 寿光市| 吐鲁番市| 方正县| 中牟县| 益阳市| 大埔县| 仲巴县| 勐海县| 宝兴县| 太康县| 乌海市| 阿勒泰市| 宁国市| 当雄县| 本溪市| 金溪县| 华阴市| 房产| 扶绥县| 合江县| 丰都县| 博罗县| 宁化县| 温泉县| 繁昌县| 乐亭县| 肥城市| 门源| 吉隆县| 西乡县| 丰都县| 博白县| 临湘市| 定陶县| 游戏| 桐乡市| 盐池县| 南宁市| 高雄县| 乐清市| 德江县| 师宗县| 宜宾市| 增城市| 蕲春县| 阜阳市| 双城市| 旅游| 临朐县| 新民市| 景洪市| 奈曼旗| 昌乐县| 和林格尔县| 连平县| 思茅市| 白银市| 呼图壁县| 临桂县| 长沙市| 塔河县| 迁西县| 固始县| 高台县| 大洼县| 云和县| 封开县| 腾冲县| 正安县| 陆川县| 孝感市| 永丰县| 土默特右旗| 汶上县| 昌平区| 潼南县| 阜康市| 平潭县| 汉源县| 河东区| 高尔夫| 丰原市| 凤庆县| 积石山| 遂溪县| 淮北市| 临西县| 思南县| 鱼台县| 滦南县| 高淳县| 嘉祥县| 栖霞市| 重庆市| 荥经县| 汝城县| 乾安县| 米泉市| 雅江县| 浑源县| 平武县| 嘉义市| 报价| 天峻县| 临城县| 宣武区| 阿拉尔市| 芒康县| 五华县| 寻乌县| 河北区| 盐亭县| 扎鲁特旗| 十堰市| 华阴市| 黄骅市| 闽侯县| 郑州市| 濮阳市| 吉安市| 江阴市| 唐海县| 乐至县| 五河县| 尉犁县| 兖州市| 扬州市| 镇远县| 拉萨市| 渭南市| 炉霍县| 东乡| 华宁县| 开平市| 宜阳县| 乌拉特前旗| 朔州市| 灵山县| 岳普湖县| 滁州市| 枣阳市| 永登县| 商都县| 政和县| 封丘县| 溆浦县| 将乐县| 梅河口市| 金秀| 黄浦区| 长宁县| 清水河县| 德州市| 汶川县| 南华县| 子洲县| 柞水县| 柯坪县| 华阴市| 陕西省| 保靖县| 顺平县| 阿坝县| 平顺县| 柳江县| 临西县| 永嘉县| 蒲江县| 新龙县| 类乌齐县| 色达县| 阿克苏市| 汾阳市| 邵武市|