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南开大学团队研获可穿戴设备新材料拟用于人体健康监测“【明升体育】vip会员”

时间:2022-03-19
记者从南开大学得知,该校药物化学生物学国家重点实验室刘遵峰、史林始团队牵头国内外多个科研团队,研获了一种大应力电阻型突发事件传感器。

南开大学团队研获可穿戴设备新材料拟用于人体健康监测

这种传感器在电子皮肤、可穿着电子设备、身体健康医疗监测以及工业传感器等领域具备极大应用于前景。近年来,高分子纳米自装配研究倍受注目。高分子与纳米粒子可以自发性地构成平稳有序的结构,构成具备新奇电、光、热、力等功能和特性的自装配材料。高分子与纳米粒子的自装配不仅呈现非常丰富的形貌,而且也彰显了高分子自装配体动态的功能。电阻型突发事件传感器可以通过监测电阻测量形状变化,具备制取非常简单、检测便利、耗电较低的优势,可普遍应用于可穿着设备与身体健康医疗监测领域。商业化的金属应变片作为传统的电阻型突发事件传感器,其测量范围一般来说大于5%应力,近无法符合可穿着设备的拒绝(人体皮肤仅次于应力多达50%以上)。常用的电阻型突发事件传感器是将高分子弹性体与纳米导电粉末混合一起做成复合材料。其原理是利用拉伸形变下导电粉末之间的认识插入,从而造成电阻减少。该方法很灵敏,但是突发事件与电阻变化很难成正比关系,且号召迟缓,因此无法用作精确测量。基于以上问题,南开大学刘遵峰、史林始团队,制取出有了一种双层褶皱结构的电阻型突发事件传感器。通过对高分子弹性体纤维实剪切,然后在高分子弹性体表面自装配弹性体薄层和碳纳米管薄层,再行获释实剪切。

南开大学团队研获可穿戴设备新材料拟用于人体健康监测

利用“获释实剪切”过程中的诱导起到,建构了“褶皱弹体层”+“褶皱碳纳米管”的“双层褶皱”结构,制取了大应力电阻型突发事件传感器。据介绍,该“双层褶皱”结构在剪切下,褶皱之间的认识增大,从而造成褶皱之间认识电阻减小,材料整体的电阻在大应力范围内(200%)随突发事件呈圆形线性减少。该传感器可用作监测人体运动,肢体倾斜和人体排便等,并展现出出有出色的性能。7月19日,讲解该研究工作的论文《ABi-SheathFiberSensorforGiantTensileandTorsionalDisplacements》(用作大应力的剪切和挽回“双层”纤维偏移传感器)公开发表于材料领域国际权威期刊《AdvancedFunctionalMaterials》(先进设备功能材料)上,南开大学药物化学生物学国家重点实验室为论文第一单位。

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该研究不受国【明升体育】vip会员家自然科学基金、【明升体育】vip会员南开大学涉及计划等资助。