基尔大学朱丽娅·西克·曼 通过施加磁场，弯曲梁振动
永久带电的驻极体(蓝色)拉动弯曲梁
这样，他的振动变得更强，发出的电信号也更强
学分:基尔大学 心电图等电信号测量可以显示人脑或心脏是如何工作的
除了电信号，磁信号也揭示了这些器官的活动
它们可以在不费力和不接触皮肤的情况下进行测量
但是特别微弱的信号需要高灵敏度的传感器
基尔大学合作研究中心1261“磁电传感器”的科学家们现在开发了一种悬臂传感器的新概念，未来的目标是测量心脏和大脑活动的低频
极小的高能效传感器特别适合医疗应用或移动微电子
这是通过使用驻极体实现的
这种材料是永久带电的，也用于助听器或移动电话的麦克风
该研究小组在著名杂志《纳米能源》的特刊上展示了它的传感器概念
更有效:将机械能转化为电能 “功能纳米材料”工作组的赖纳·阿德隆教授和多组分材料工作组的弗朗茨·福佩尔教授领导的研究小组专注于悬臂传感器
它们由一个薄的硅条组成，在最简单的情况下，硅条有两层:第一层响应磁场(磁致伸缩材料)，第二层可以发射电压(压电材料)
“如果出现磁场，第一层就会变形，从而使整个条带弯曲——这种振动就像游泳池里的跳板，”中国红十字会成员福佩尔解释了基本原理
由于变形，第二层发出可测量的电压信号
“通过我们新的传感器概念，我们找到了一种更有效地将机械能转化为电能的方法，给弯曲的光束更多的动力，”博士研究员玛琳·施韦切尔解释说
弯曲的光束振动越大，发出的电信号就越强
用来振动的坚硬材料 通常，所谓的软材料如塑料会以低频振动
振动因此被显著衰减，并且发射的信号非常弱
对于硬材料，可以避免显著的阻尼
然而，为此需要大量的材料，这很难适应传感器技术的小尺寸
“通过我们的方法，我们能够使一个由硬材料制成的小弯曲梁表现得像软材料一样，并以低频振动——更重要的是，以更大的振幅，”阿德隆总结了他们的发现的特别之处
驻极体材料:永久带电 决定性因素是所谓的驻极体
研究小组将这种永久带电的材料应用于弯曲梁的下方
通常情况下，振动弯曲梁会推回到其原始位置
然而，由于其自平衡应力，驻极体将弯曲梁拉向相反的方向，从而放大梁的振动，进而放大传感器的电信号
为了能够尽可能准确地读取该信号，研究小组还将一种新的降噪方法集成到其替代传感器概念中
“功能纳米材料”工作组的第一作者莫娜·明肯说，通过极其快速的测量，可以在噪音之间“拾取”单个信号
" 集成电源的传感器 由于传感器中使用了驻极体，不仅低频可以更好地测量
类似于永磁体，它在没有电源的情况下产生自己的持久磁场，驻极体也产生自己的永久电场
驻极体因此给传感器一个内置的电势
该传感器本身不需要外部电源，可以用于移动应用，”博士研究员斯蒂芬·施罗德解释说
通过一项合作协议，他花了三个月的时间在美国麻省理工学院进行研究，以进一步改进所需的特殊驻极体层
为此，他使用了所谓的iCVD(引发剂化学气相沉积)工艺，该工艺能够高精度地沉积单个材料层
“驻极体像纳米发电机一样工作，产生电能
并且在理论上可以坚持二十多年，”材料科学家福佩尔说
“如此小尺寸的集成电源传感器对于物联网领域的应用也是令人兴奋的，物联网连接分散的、自主的电子系统，”阿德隆补充道
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