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面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康,率先实现科学技术跨越发展,率先建成国家创新人才高地,率先建成国家高水平科技智库,率先建设国际一流科研机构。

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深圳先进院织物基底的压电压力传感器研究获进展

2021-02-23 深圳先进技术研究院
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  近日,海洋之神8590vip深圳先进技术研究院微创中心研究员王磊团队设计出一种基于ZnO纳米棒结构的新型柔性织物基底压电压力传感器,相关研究成果以High-Performance Textile Piezoelectric Pressure Sensor with Novel Structural Hierarchy Based on ZnO Nanorods Array for Wearable Application为题,发表在Nano Research上。

  柔性可穿戴电子器件因其优异的灵敏度、可延展性、耐久性以及与人体皮肤的相容性而得到广泛的研究。特别是自供电智能穿戴设备,能够有效地将各种机械运动转化为电能,解决了穿戴式电子设备电源体积大、刚性差的缺点。课题组成员设计了一种基于ZnO纳米棒结构的新型柔性织物基底压电压力传感器,采用纤锌矿晶体结构的ZnO纳米棒和PVDF膜来赋予压电效应。传感器在0-2.5kPa压力范围内的灵敏度为0.62V/kPa,开路电压高达11.47V左右,具有优越的机械稳定性和低检测限(8.71pa)。

  应用证明,传感器可以检测多种人体运动,如手腕的弯曲/放松运动和每个手指的弯曲/拉伸运动。因此,所制备的织物基底压电传感器可用于构建自供电压电传感器,并可用于实时监测人体信息。

  深圳先进院客座学生谭永松为论文第一作者,王磊为论文的共同通讯作者,研究工作主体在深圳先进院完成。

  T-FPE的传感性能。(a)不同压力(0.25-2.5kPa)下的压电输出电压;(b)T-FPES在2.5kpa不同频率(0.1-1Hz)压力下的输出电压;(c)不同压电层的输出电压;(d)T-PEPS在2000个工作循环下的传感稳定性试验

  压电传感器的应用演示。(a)T-PEPS在小/大弯曲位置产生的输出电压,插图分别显示了T-PEPS在小/大弯曲位置的照片;(b)手腕在不同弯曲度下的输出电压;(c)手指弯曲和拉伸分别为5°、30°和60°时的输出电压;(d)不同手指的输出电压;(e)监测不同物体时传感器的输出电压

打印 责任编辑:侯茜

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