g u t x .com.tr İpek yolu - Çin'i anlamaya götürürüm

Esnek / elastik algılama malzemeleri, cihazları ve uygulamaları ile ilgili araştırmalarda ilerleme

Esnek sensör teknolojisi, çok zorlu ve potansiyel bir gelişim yönüdür ve yapay zeka, tıbbi sağlık ve diğer alanlarda geniş gelişme beklentilerine sahiptir. İnsan-bilgisayar etkileşimi, spor sağlığı izleme ve diğer alt bölümlerin hızla gelişmesiyle, ilgili ürünler sensörler için daha yüksek gereksinimler ortaya koymaktadır.Esnek, bükülebilir, gerilebilir ve kurtarılabilir özelliklere sahip elastik algılama teknolojisine acil bir ihtiyaç vardır. İnsan vücudu kullanım konforunun ihtiyaçlarını karşılayın. Çin Bilimler Akademisi'nin Ningbo Malzeme Teknolojisi ve Mühendisliği Enstitüsü'ne ve Çin Bilimler Akademisi'nin Manyetik Malzemeler ve Cihazların Temel Laboratuvarı'na güvenen araştırmacılar, yukarıdaki ihtiyaçlara yanıt olarak bilgi algısı için anahtar elastik sensörlerin ve bilgi aktarımı için anahtar elastik iletkenlerin geliştirilmesine odaklandı.

1. Yüksek iletkenlik ve çekme dayanımı ile uyumlu elastik iletkenler geliştirin

Polimer matriks içerisine iletken maddeler (karbon siyahı, karbon nanotüpler, grafen, metal tozu, metal nanoteller ve nano tabakalar vb.) Eklenerek kompozit iletken polimer elde edilir ve dispersiyon kompozit, lamine kompozit vb. . Polimer malzemelerin mükemmel esnekliğini koruduğu için, şu anda esnek elektronik bileşenler için en ideal elektrot malzemesidir. Bununla birlikte, iletken dolgu katı bir katı olduğu için, alt tabakanın elastik modülü çok farklıdır (3-7 büyüklük sırası) ve gerilme sırasında iletken dolgu maddesinin aralığı değişecek, bu da elektrotun direncinde önemli bir değişikliğe neden olacak ve cihazın performansını etkileyecektir. Bu sorunu çözmek için araştırma ekibi, deforme olması kolay ve iyi iletkenliğe sahip sıvı bir metal olan, iletken bir dolgu maddesi olan ve bir elastik elektrot hazırlamak için PDMS ile dağıtılmış ve birleştirilmiş galyum indiyum kalay (Galinstan) kullandı. Elektrot sadece iyi iletkenliğe sahip değildir (

) Ve büyük bir gerilme limiti (~% 116.86) Daha da önemlisi, elektrot son derece kararlı mekanik özelliklere sahiptir.% 100 esnemede göreceli direnç değişim oranı sadece% 4.305'tir ve endeksi uluslararası lider seviyeye ulaşmıştır.

2. Esnek EMG sensörleri geliştirin

Yüzey elektromiyografisi (SEMG), kas aktivitesi ile ortaya çıkan zayıf bir biyoelektrik sinyal türüdür.Klinik tıp, ergonomi, rehabilitasyon tıbbı ve spor bilimlerinde önemli pratik değeri vardır. SEMG, non-invaziv, non-invaziv, basit operasyon vb. Avantajlara sahiptir, ancak sinyal elektrottan kolayca etkilenir, bu nedenle uygun elektrotu seçmek özellikle önemlidir. Şu anda, ticari elektromiyografi elektrotları esas olarak jel elektrotlar ve metal elektrotlardır. Jel elektrotun cilde iyi yapışması vardır, ancak jeldeki suyun buharlaşması kolaydır, zaman stabilitesi zayıftır ve cilt alerjilerine neden olmak kolaydır ve tekrar kullanılamaz; metal elektrot iyi iletkenliğe sahiptir, ancak cilde yapışması zayıftır ve büyük ölçüde hareket eder. Kayması kolay, zayıf sinyal dinamik kararlılığı ve cildi çizmesi kolay. Araştırmacılar, elektromiyografik elektrot olarak üç katmanlı yapıdaki ultra ince elastik elektrotu kullandılar.Elektrotun empedansı, çalışma frekansı aralığındaki (20 Hz 400Hz) jel elektrot ve metal elektrota eşdeğerdir, ancak jel elektrotun zayıf zaman kararlılığının üstesinden gelir , Ve metal elektrotların zayıf dinamik stabilitesi sorunu. Elastik elektrotun üç katmanlı yapısı, bacak gastroknemius kasının lateral baş kası hareket ederken sinyali ölçmek için kullanılır ve geleneksel bakır elektrotla karşılaştırıldığında, üç katmanlı yapı ultra ince elastik elektrot tarafından ölçülen elektromiyografik sinyalin daha güçlü olduğu açıkça görülebilir. Daha geniş bir uygulama olasılığını gösteren bir büyüklük sırası hakkında.

3. Esnek / elastik devreler, yüksek hassasiyetli ve gerilebilir gerinim sensörleri geliştirin

Araştırmacılar, sıvı metal tellere dayanarak, 10.000 S / cm iletkenliğe, 10.000 kattan fazla bükülme döngüsüne ve kağıttan 2-3 kat daha fazla kompozit termal iletkenliğe sahip geri dönüştürülebilir kağıt tabanlı esnek devre geliştirdiler, bu da ısı dağıtma performansını ve geri dönüşümü iyileştiriyor Dakikada% 90 oranında, kağıt tabanlı LED ekranlar gibi gösteri devreleri daha da geliştirildi. Esnek iletkenlere dayalı olarak esnek kulaklık kabloları, esnek şarj kabloları vb. Geliştirilmiştir.

Araştırmacılar, son derece hassas dev manyeto-empedans etkisini kullanarak, dijital darbe çıkışlı oldukça hassas ve esnek bir basınç sensörü elde etmek için LC osilatör devre yapısını kullandılar.Saptama sınırı, karıncaların sürünmesini algılayabilen 10N'dir; aynı şeyi düşük basınç algılama aralığında ilk kez başarmaktır. Mikro gerilim algılama ve dijital sinyal çıkışı;% 100'den daha büyük bir gerilme aralığı, ~% 0,05 algılama doğruluğu ve mükemmel geri kazanım özelliklerine sahip, yüksek hassasiyet ve gerilebilirlik ile uyumlu bir elastik stres sensörü geliştirdi.

4. İnsan-bilgisayar etkileşimi için hareket izleme gösteri ürünleri geliştirin

Araştırmacılar, jest tanıma için akıllı eldivenler geliştirdiler ve manipülatörlerin jestlerle uzaktan kumandasını gerçekleştirdiler; koşma, dağcılık ve diğer eylemler sırasında eklem hareketini izleyen diz eklemi hareketini izlemek için akıllı diz pedleri geliştirdiler.

Araştırmacılar, malzemeler, cihazlar, yöntemler ve ekipman üzerinde patent düzenleri gerçekleştirmiş ve 23 buluş patenti, 14 yetkili ve 7 faydalı model patenti dahil olmak üzere 30 patent için başvuruda bulunmuştur (ayrıntılar için patent tanıtım bölümüne bakın). Ningbo Yinzhou Elit Lider Programının desteğini ve Ningbo Zhenhai-Çin Bilimler Akademisi Gençlik Teşvik Derneği Girişimcilik Yarışması'nın birincilik ödülünü kazandı.