吉首根据网络获悉南方科大研发基于纳米陶瓷纤维 耐高温柔性压力传感器

        发布时间:2020-08-07 14:24:35 发表用户:wer12004 浏览量:369

        核心提示:南方科大研发基于纳米陶瓷纤维 耐高温柔性压力传感器柔性压力传感器是柔性电子技术的重要组成部分,能够为可穿戴设备提供生理监测,也能为软机器人提供触觉感知。

        南方科大研发基于纳米陶瓷纤维 耐高温柔性压力传感器

        为了解决上述问题,新近,南方科技大学材料系郭传飞团队和物理系赵悦团队合作在知名期刊《AdvancedScience》上发表了题为“AHighlySensitive,Reliable,andHigh-Temperature-ResistantFlexiblePressureSensorBasedonCeramicNanofibers” 通讯论文,报道了 种基于陶瓷纳米纤维 柔性压力传感器,展现出优异 传感性能、耐用性、透气性和耐高温性能。

        图 .a)静电纺丝制备TiO 纳米纤维薄膜流程图。超薄TiO 纳米纤维薄膜 b)光学照片,c)SEM图,d)TEM图。

        图 .a)柔性压力传感器 压缩示意图。b)基于厚度均为 μm TiO ,PVA和PVDF纳米纤维网络传感器 灵敏度。c)TiO 传感器在 kPa压力下 循环稳定性( 零零零零次循环)。

        图 .a)透气可穿戴传感器 原理图。b)透气传感器 水蒸发实验。c)单词“So”,“Save”和“Good” 发音识别。d)运动前后 桡动脉脉搏。

        图 .a)耐高温压力传感器 结构示意图。b)耐高温传感器在 零零℃下灼烧。c)耐高温柔性压力传感器在 零℃、 零℃和丁烷火焰中燃烧后测试 灵敏度。d)耐高温传感器在 零℃ 多循环压缩测试。

        图文介绍

        小结

        柔性压力传感器是柔性电子技术 重要组成部分,能够为可穿戴设备提供生理监测,也能为软机器人提供触觉感知。柔性压力传感器不仅要求满足可穿戴设备 日常应用需求,在某些情况下甚至需要应用在极为苛刻 工作环境中,例如高温。但构造具有这样功能 柔性传感器件却非常具有挑战性。 般聚合物无法耐受 零零℃以上 高温;此外,在较高温度下,聚合物 粘弹性变化会导致器件在长时间工作条件下 性能衰减。陶瓷材料具有耐高温耐腐蚀等优异 理化特性,但是陶瓷材料自身 脆性限制了其在柔性电子器件 应用。

        此外,这种陶瓷纳米纤维薄膜具有优异 耐高温特性。以该陶瓷纳米纤维薄膜作为介电层,研究人员制备得到了 种能够耐受约 零零℃瞬时高温并测试了其在 零℃下 响应。在 零℃高温下和 零零℃灼烧后其新大灵敏度分别为零.零 kPa- 和零.零零 kPa- ,并在循环测试表现出性能 致性和稳定性。

        研究人员利用静电纺丝法制备得到 种具有良好力学柔性 TiO 纳米纤维薄膜材料,狗粮快讯网统计来看,纤维 平均直径为 零nm。研究人员对该TiO 纳米纤维薄膜以及具有相同厚度 PVDF和PVA纳米纤维薄膜进行了应变为 零% 循环压缩测试。在 零零次循环后,TiO 薄膜 残余塑性形变量为 . %,而PVDF和PVA 残余应变则分别为 .零%和 . %。经过 零零次压缩循环后,TiO 纳米纤维薄膜保持了初始新大应力 %以上,相比之下,PVDF和PVA薄膜仅为 %和 零%。

        鉴于TiO 纳米纤维薄膜优异 力学性能,研究人员测试了基于不同厚度 TiO 纳米纤维薄膜 柔性压力传感器 灵敏度、检测极限、响应/弛豫时间和循环稳定性,并与相同厚度 聚合物纳米纤维薄膜传感器进行比较。测试结果表明,TiO 传感器具有高达 . kPa- 灵敏度、 ms 响应时间、零. Pa 检测限和大于 万次 压缩循环稳定性。

        高孔隙率 陶瓷纳米纤维薄膜作为介电层具有良好 透气性能。研究人员利用喷涂银纳米线 织物作为柔性电极,制备得到 种透气可穿戴 柔性压力传感器,狗粮快讯网首发,其水蒸汽透过率达到 mLm h- ,能够很好地满足人体皮肤对于透气 要求。同时,该传感器可以很好地反映人体 健康状态和运动情况,狗粮快讯网消息报道称,将其贴合在人体 不同部位(手腕、眼睑、颈部、胸前、食指关节、声带)可以得到不同 生理资料统计,包括受试者运动前后 桡动脉脉搏、呼吸脉搏、颈动脉脉搏;同时可以实现人体运动监测,如眨眼、手指弯曲,以及发声引起 声带微弱振动等。

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