物理科技生物学-PHYICA

能西野まお够检测羽毛重量的灵敏应变传感器

化学 2021-12-23 00:02:37

苏塞克斯大学 拉伸和扭转超灵敏应变传感器

学分:苏塞克斯大学 物理学家创造了有史以来最灵敏的应变传感器,能够检测羽毛的触摸

这种传感器由苏塞克斯大学的材料物理小组开发,可以拉伸比目前市场上的应变仪高80倍的应变,显示出比研究开发中最敏感的材料高100倍的电阻变化

研究小组认为,这些传感器可以为测量病人生命体征的可穿戴技术以及监测建筑和桥梁结构完整性的系统带来新的灵敏度水平

苏塞克斯大学数学和物理科学学院的马库斯·奥马拉说:“下一波应变传感技术使用像橡胶这样的弹性材料,填充石墨烯或银纳米粒子等导电材料,目前已经发展了十多年

“我们相信这些传感器是向前迈出的一大步

与科学文献中提到的线性和非线性应变传感器相比,我们的传感器显示出有史以来最大的绝对电阻变化

" 苏塞克斯大学实验物理学教授艾伦·道尔顿说:“这项有前途的技术可能会被证明在医疗保健、运动表现监测等成熟领域以及软机器人等快速发展的领域特别有用

高倍放大下g球的扫描电镜图像

学分:苏塞克斯大学 “我们的研究已经开发出了廉价、可扩展的健康监测设备,可以通过校准来测量从人体关节运动到生命体征监测的一切

可以在患者的身体上使用多个设备,无线连接并一起通信,以当前成本的一小部分提供实时的移动健康诊断

" 发表在《高级功能材料》杂志上的这篇新论文详细介绍了将大量石墨烯纳米片以结构化、可控的方式整合到PDMS矩阵中的过程,从而获得出色的机电性能

作者说,该方法有可能扩展到广泛的二维层状材料和聚合物基质

该传感器在所有测量的负载水平下都提供了大大增强的电导率,没有明显的渗透阈值

商用应变仪的灵敏度和应变范围相对较低,应变系数为2-5,最大应变为5%或更小,导致电阻增加不到25%,妨碍了身体运动监测所需的高应变传感

新的传感器能够检测小于0

1%,这是因为它们的规格因子约为20,应变高达80%,其中指数响应导致电阻变化超过一百万倍

这使得脉搏监测的高灵敏度低应变感测和胸部运动和关节弯曲的高应变测量成为记录电阻变化的结果

放在玻璃瓶里的g球照片

每个球都有一个柔软的聚二甲基硅氧烷(PDMS)核心,并涂有微观石墨烯片

学分:苏塞克斯大学 医生

苏塞克斯大学的材料物理研究员肖恩·奥吉尔维说:“商业应变传感器,通常基于金属箔应变仪,比灵敏度和应变范围更注重准确性和可靠性

纳米复合材料由于其弹性而成为下一代应变传感器的有吸引力的候选材料,但是由于聚合物在纳米尺度上的类似液体的性质,使得精确的、可重复的应变读数成为一个持续的挑战,因此工业上的广泛采用受到了诸如滞后和蠕变的非线性效应的阻碍

“我们的传感器固定在一个重复的、可预测的模式中,这意味着尽管有这些影响,我们仍然可以提取出准确的应变读数

" 这项工作是在美国橡胶公司联盟的支持下完成的

杰森·里斯纳

P

来自Alliance销售和市场营销部门的他说:“Alliance有着悠久的创新历史,在使用石墨烯等破坏性纳米材料的前沿橡胶技术中,我们扮演积极的角色至关重要

我们与像苏塞克斯大学的艾伦·道尔顿教授这样的科学领袖合作是至关重要的

“我们很高兴看到有可能来自我们合作的产品

石墨烯是一种令人惊讶的材料,可以彻底改变我们的生活

我们公司为处于如此新的事物的前沿而自豪

"

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