新型传感器可精确“读懂”人体微表情

中国科技网·科技日报天津7月2日电(记者孙玉松 通讯员马超)记者今日获悉,南开大学校梁嘉杰课题组利用三种低维纳米材料协同效应,首次成功解决了应力传感器中高灵敏度与大工作形变矛盾,该研究极大地提高了可穿戴设备等应力传感器器件性能,可精确地捕捉到人体的细微表情变化,相关成果发表于最新一期《先进功能材料》。

应力传感器是把外部机械刺激转换成电阻变化输出的一种新型的传感器,在人体运动、健康监测,机器人等新兴领域具有广阔应用前景。而衡量应力传感器性能有两个重要指标,一是感应灵敏度,另一个是工作形变范围。二者间的矛盾一直是制约应力传感器发展的难题。受材料限制,传统应力传感器难以同时具有高的灵敏度以及大的工作形变范围。

梁嘉杰课题组利用富勒烯、金属银纳米线、氧化石墨烯等多种纳米功能材料的协同效应,通过在刚性的具有层状结构主体材料中引入摩擦系数低的客体材料来提高主体材料柔性,一举解决了这个困扰学界的长期难题。该材料制作的传感器可在很大的工作形变范围内保持极高的响应灵敏度。课题组把该新型可穿戴应力传感器穿戴在人体不同部位,用于全范围人体运动的监测中,可以清晰地捕捉到人手腕上由于脉搏跳动引起的微小的皮肤运动变化;并且把人体脉搏跳动的三个特征峰清晰的体现出来;穿戴在颈部喉咙位置,可以清楚地察觉人体声带发声并辨认出不同的音节变化。

另据介绍,该新型应力传感器可以通过印刷法一步打印成型,具有重复性好,制备过程简单等优势,可为实现真正的产品化提供很好的材料基础,7m篮球比分。目前,课题组正在积极对接协调,推动该应力传感器在与人体运动检测和人体健康监测相关的可穿戴设备中得到推广应用。

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