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中科院研发超高灵敏度的压力传感器,可用于人机交互

发布时间: 2020-4-29

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柔性压力传感器由于其在电子皮肤中的潜在应用而引起了人们的广泛关注,迄今为止,已经有很多方法被报道可以实现从机械刺激到电信号的有效转换。然而,实际的柔性矩阵场景中的失真信号问题尚未得到很好的解决。

中科院深圳先进技术研究所(SIAT)的研究人员提出了一种高性能、零待机功耗、超高灵敏度、宽线性响应范围的柔性压力传感器。这项研究发表在《纳米能源》(Nano Energy)杂志上(“人造反射弧弯曲压力传感器的高性能零待机功耗”)。



人工躯体反射弧的概念及应用举例(图片:SIAT)


  在传感器结构中,研究人员在顶部截短的金字塔结构聚二甲基硅氧烷(PDMS)/掺铝氧化锌(AZO)和底部聚酰亚胺(PI)/金(Au)叉指电极(PDMS-AZO/PS/PI Au)之间引入了一种可调谐的光刻胶间隔物(PS)。新设计的压力传感器在弯曲角度小于20.5°时具有零待机功耗的特点,同时在弯曲角度大于20.5°时实现了从绝缘状态到导通状态的有效过渡。在62pa-9.6kpa的超宽线性响应范围内,其灵敏度为2200kpa⁻¹、响应和恢复时间快(<20ms)。


研究小组进一步设计了一种模拟生物系统反应的人工躯体反射弧,传感器安装在志愿者的肘部,随着受试者弯曲角度的增加,信号通过无线蓝牙模块传输到功能单元,功能单元中的LED点亮量也随之增加。

这些结果显示了新提出的传感器在智能穿戴设备中的巨大潜力,这种新型夹层结构在实现弯曲不敏感的优点和零待机功耗方面发挥了关键作用,增强了我们对弯曲不敏感压力传感器的认识。



来源:中国科学院


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