(完整word)浅谈柔性可穿戴传感器

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基于柔性压电薄膜的可穿戴脉搏传感器设计

基于柔性压电薄膜的可穿戴脉搏传感器设计

基于柔性压电薄膜的可穿戴脉搏传感器设计目录1. 内容综述 (2)1.1 研究背景及意义 (3)1.2 现有脉搏监测技术现状及不足 (4)1.3 本文研究目标及创新点 (5)2. 基于柔性压电薄膜的脉搏传感器工作原理 (6)2.1 压电材料的特性及应用 (7)2.2 传感器结构设计 (9)2.2.1 传感器组成部分 (10)2.2.2 柔性压电薄膜的特性与选择 (12)2.2.3 信号采集和处理电路设计 (13)2.3 脉搏信号获取及分析 (15)3. 材料及器件 (16)3.1 主流柔性压电薄膜材料研究 (17)3.2 器件加工工艺 (18)4. 实验设计与结果分析 (19)4.1 实验平台搭建 (21)4.2 传感器性能测试及分析 (22)4.3 压力感知特性研究 (24)4.3.1 传感器响应曲线 (25)4.3.2 传感器线性度分析 (27)4.4 脉搏信号采集与分析 (29)4.4.1 实验数据采集 (31)4.4.2 脉搏信号处理与提取 (31)4.4.3 信号分析与结果展示 (33)5. 讨论与结论 (34)5.1 研究成果总结和分析 (36)5.2 存在问题及未来展望 (37)1. 内容综述随着物联网与智能穿戴技术的不断进步,健康监测与远程医疗系统的发展需求日益显现。

在这个背景下,基于柔性压电薄膜的可穿戴脉搏传感器设计成为了研究热点。

该设计旨在实现实时、连续、非侵入式的生理信号监测,特别是针对心血管健康的监测。

该设计以人体脉搏信号的精准检测为目标,结合了柔性压电薄膜技术与现代传感技术,为用户提供一种舒适且可靠的新型穿戴监测方式。

柔性压电薄膜作为一种新兴材料,具有灵敏度高、响应速度快、可弯曲等特点,适用于可穿戴设备的制造。

基于柔性压电薄膜的可穿戴脉搏传感器不仅可用于医疗领域的心率失常预警、心血管疾病诊断,还可在运动健身领域用于运动效果评估和运动损伤预防等方面。

其设计理念的革新性在于将传统的医疗检测手段与现代可穿戴技术相结合,为用户提供个性化的健康监测服务。

柔性可穿戴电子传感器常用材料

柔性可穿戴电子传感器常用材料
制备。
涂布工艺:采 用涂布刀或涂 布辊将功能材 料涂布在柔性 基底上,可实 现高精度、高 灵敏度传感器
的制备。
优势:印刷与 涂布工艺具有 操作简便、成 本低廉、可连 续生产等优点, 适合大规模生
产。
应用领域:广 泛应用于柔性 可穿戴电子传 感器、智能纺 织品、医疗健
康等领域。
薄膜制备工艺
真空蒸发镀 膜
其他制备工艺
化学气相沉积法:利用化学反应在基材上生成所需材料 物理气相沉积法:通过物理手段将材料蒸气沉积在基材上 溶胶-凝胶法:通过溶胶-凝胶转化制备所需材料 喷涂法:将材料喷涂在基材上形成所需膜层
05
柔性可穿戴电子传感器材料的未来发展方 向
提高性能与稳定性
研发新型材料:探索具有优异性能和稳定性的新型材料,以满足不断增长的性能需求。
03
柔性可穿戴适应不同形态的穿戴需求 具有良好的耐久性和稳定性,能够长时间保持性能 柔韧性材料应具备足够的弹性和恢复性,以适应穿戴时的弯曲和伸展 柔韧性材料应具备较低的杨氏模量,以减小穿戴时的压力和不适感
生物相容性
具有良好的生物相容性,能够与人体皮肤接触而不会引起过敏反应。
医疗健康领域:监测生理参 数、辅助诊断和治疗
智能家居领域:实现智能化 控制、提高生活便利性
工业生产领域:提高生产效 率、保障工人安全
降低成本与实现规模化生产
柔性可穿戴电 子传感器材料 的成本降低将 促进其广泛应
用。
规模化生产将 进一步降低成 本,提高生产
效率。
新型材料的研 发将有助于降 低成本并实现 规模化生产。
定义:柔性可穿 戴电子传感器是 一种能够与人体 皮肤紧密贴合, 用于监测人体生 理参数和运动状 态的电子设备。
分类:根据应用 领域和功能特点, 柔性可穿戴电子 传感器可分为医 疗健康、运动健 身、智能家居、 娱乐休闲等类型。

可穿戴电子设备中的柔性传感材料应用

可穿戴电子设备中的柔性传感材料应用

可穿戴电子设备中的柔性传感材料应用随着科技的发展和人们对便利性的追求,可穿戴电子设备成为一种越来越受欢迎和广泛应用的科技产品。

而在可穿戴电子设备的制造过程中,柔性传感材料的应用起到了重要的作用。

本文将探讨柔性传感材料在可穿戴电子设备中的应用,并分析其带来的优势和挑战。

一、背景介绍可穿戴电子设备是指可以直接佩戴在身体上的智能设备,如智能手环、智能手表等。

它们通常配备了传感器以收集各种有用的数据,并通过无线连接将这些数据传输给用户。

然而,传统的可穿戴电子设备大多采用刚性材料制造,这限制了它们在不同部位的佩戴和使用。

二、柔性传感材料的优势在传感器的设计和制造中,柔性传感材料能够提供很多优势。

首先,柔性传感材料具有较高的柔韧性,可以适应不同形状和曲率的物体表面。

这使得它们能够更好地贴合在人体的皮肤或衣物表面上,提供更准确和可靠的数据采集。

其次,柔性传感材料具有较高的耐久性和可靠性。

由于其自身的柔韧性,柔性传感材料可以更好地应对变形和机械应力,从而提高了设备的使用寿命和可靠性。

此外,柔性传感材料还具有较小的尺寸和重量。

相比之下,刚性材料传感器通常较为笨重,无法提供舒适的佩戴体验。

而柔性传感材料制造的传感器可以更轻薄,更贴近皮肤,提供更加轻便和自然的佩戴感。

三、柔性传感材料在可穿戴电子设备中的应用1. 生理监测柔性传感材料可以用于测量人体的生理指标,如心率、血压、体温等。

通过将柔性传感器嵌入可穿戴设备中,用户可以实时监测自己的身体状况,并采取相应的措施。

这种应用对于健康管理和医疗监护具有重要意义。

2. 动作追踪柔性传感材料还可以用于运动追踪和姿势识别。

通过嵌入在衣物中或贴合在身体表面的柔性传感器,可穿戴设备可以实时记录用户的运动情况和姿势变化。

这对于运动训练和康复治疗具有指导作用。

3. 环境感知柔性传感材料还可以用于环境感知和数据采集。

例如,可穿戴设备可以配备柔性压力传感器,用于监测座椅、床垫等物体的变化,以提供舒适性或提醒用户采取相应的行动。

柔性传感器技术的研究与应用

柔性传感器技术的研究与应用

柔性传感器技术的研究与应用随着传感技术的快速发展,人们对于传感器的需求也不断增加。

然而,传统的硬性传感器存在很多限制,例如无法适应曲面变化、难以精确测量等问题,因此柔性传感器技术逐渐受到重视。

本文将着重介绍柔性传感器技术的研究进展及其在各领域中的应用。

一、柔性传感器技术的研究进展柔性传感器技术的主要优势在于其极强的柔性和可塑性,在不同曲率下仍可保持稳定和精度,从而使得柔性传感器的应用范围非常广泛。

这项技术还有一个重要的好处,就是在成本上相对较低,因此有利于大规模应用。

近年来,随着纳米技术的发展,柔性传感器的灵敏度和响应速度得到了极大的提升。

同时,柔性传感器也被广泛应用于人机交互、科学研究、智能制造等领域。

例如,在人机交互中,柔性传感器可以被用来检测肌肉活动,从而实现身体姿势的控制;在智能制造中,柔性传感器可以被用来检测工件的形状、位置、形变等,从而实现自动化生产。

二、柔性传感器技术在医疗领域的应用在医疗领域,柔性传感器技术的应用十分广泛。

例如,在可穿戴医疗设备领域,柔性传感器可以被用来监测患者的生命体征,例如心率、呼吸等等。

另外,柔性传感器也可以被用来检测患者的肌肉电位,从而为治疗带来更准确的数据。

此外,柔性传感器还可以被用来实现康复医疗。

例如,在运动康复中,柔性传感器可以被贴在患者的身上,监测患者的运动状态,从而判断患者是否在正确的姿势下进行康复运动,以及运动的幅度是否正确。

这对于保证康复疗效具有非常重要的意义。

三、柔性传感器技术在机器人领域的应用在机器人领域,柔性传感器也有非常重要的应用。

例如,在智能制造中,柔性传感器可以被用来检测工件的形状、位置、形变等等,从而为机器人提供更加准确的控制数据。

同时,在工业机器人操作中,柔性传感器也可以被用来检测机器人手臂的力度,从而实现更加精准的操作。

另外,在军事领域中,柔性传感器也可以被用来实现人机混合作战的控制。

例如,在爆炸物拆除中,柔性传感器可以被用来监测作战人员的上肢肌肉电位,从而实现远程操作机器人,从而使得作战人员的生命安全得到更好的保障。

柔性材料与可穿戴电子传感器前景资料报告.docx

柔性材料与可穿戴电子传感器前景资料报告.docx

柔性材料与可穿戴电子传感器前景资料报告通过这个学期的学习我对柔性材料和电子传感器有了一些了解。

一:柔性与柔性材料1.1 柔性材料的定义柔性英文为Flexible ,也可解释为挠性,是相对刚性而言的一种物体特性。

挠性是指物体受力后变形,作用力失去之后物体自身不能恢复原来形状的一种物理性质。

而刚性物体受力后,在宏观来看其形状可视为没有发生改变。

弹性是指物体受力后变形,作用力失去之后物体自身能恢复原来形状的一种物理性质。

其侧重物体的变形结果,而挠性侧重物体自身性质。

因而柔性材料是指可伸缩,弯曲,扭转,变形而不失去性能的材料。

通过这一性能我们可以得到许多延展性及曲度很高的电子材料。

在查阅资料的过程中我还了解到了一种与本课题有关的但是处于初步阶段的电子技术——柔性电子技术。

1.2 柔性材料的发展前景柔性电子可概括为是将有机/无机材料电子器件制作在柔性/ 可延性塑料或薄金属基板上的新兴电子技术,以其独特的柔性/ 延展性以及高效、低成本制造工艺,在信息、能源、医疗、国防等领域具有广泛应用前景,如柔性电子显示器、有机发光二极管OLED、印刷RFID、薄膜太阳能电池板、电子用表面粘贴(Skin Patches) 等。

与传统IC 技术一样,制造工艺和装备也是柔性电子技术发展的主要驱动力。

柔性电子制造技术水平指标包括芯片特征尺寸和基板面积大小,其关键是如何在更大幅面的基板上以更低的成本制造出特征尺寸更小的柔性电子器件。

柔性电子技术有可能带来一场电子技术革命,引起全世界的广泛关注并得到了迅速发展。

美国《科学》杂志将有机电子技术进展列为2000 年世界十大科技成果之一,与人类基因组草图、生物克隆技术等重大发现并列。

美国科学家艾伦黑格、艾伦·马克迪尔米德和日本科学家白川英树由于他们在导电聚合物领域的开创性工作获得2000 年诺贝尔化学奖。

西方发达国家纷纷制定了针对柔性电子的重大研究计划,如美国FDCASU计划、日本TRADIM计划、欧盟第七框架计划中PolyApply 和SHIFT计划等,仅欧盟第七框架计划就投入数十亿欧元的研发经费,重点支持柔性显示器、聚合物电子的材料/ 设计/ 制造/可靠性、柔性电子器件批量化制造等方面基础研究。

【5A文】柔性电子传感器详解

【5A文】柔性电子传感器详解

柔性电子传感器详解目前,许多智能化的检测设备已经大量地采用了各种各样的传感器,其应用早已渗透到诸如工业生产、海洋探测、环境保护、医学诊断、生物工程、宇宙开发、智能家居等方方面面。

随着信息时代的应用需求越来越高,对被测量信息的范围、精度和稳定情况等各性能参数的期望值和理想化要求逐步提高。

针对特殊环境与特殊信号下气体、压力、湿度的测量需求,对普通传感器提出了新的挑战。

面对越来越多的特殊信号和特殊环境,新型传感器技术已向以下趋势发展:开发新材料、新工艺和开发新型传感器;实现传感器的集成化和智能化;实现传感技术硬件系统与元器件的微小型化;与其它学科的交叉整合的传感器。

同时,希望传感器还能够具有透明、柔韧、延展、可自由弯曲甚至折叠、便于携带、可穿戴等特点。

随着柔性基质材料的发展,满足上述各类趋势特点的柔性传感器在此基础上应运而生。

柔性传感器的特点与分类1、柔性传感器的特点柔性材料是与刚性材料相对应的概念,一般,柔性材料具有柔软、低模量、易变形等属性。

常见的柔性材料有:聚乙烯醇(PVA)、聚酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚萘二甲酯乙二醇酯(PEN)、纸片、纺织材料等。

而柔性传感器则是指采用柔性材料制成的传感器,具有良好的柔韧性、延展性、甚至可自由弯曲甚至折叠,而且结构形式灵活多样,可根据测量条件的要求任意布置,能够非常方便地对复杂被测量进行检测。

新型柔性传感器在电子皮肤、医疗保健、电子、电工、运动器材、纺织品、航天航空、环境监测等领域受到广泛应用。

2、柔性传感器的分类柔性传感器种类较多,分类方式也多样化。

按照用途分类,柔性传感器包括柔性压力传感器、柔性气体传感器、柔性湿度传感器、柔性温度传感器、柔性应变传感器、柔性磁阻抗传感器和柔性热流量传感器等;按照感知机理分类,柔性传感器包括柔性电阻式传感器、柔性电容式传感器、柔性压磁式传感器和柔性电感式传感器等。

柔性传感器的常用材料1、柔性基底为了满足柔性电子器件的要求,轻薄、透明、柔性和拉伸性好、绝缘耐腐蚀等性质成为了柔性基底的关键指标。

柔性传感器的研究和应用

柔性传感器的研究和应用

柔性传感器的研究和应用第一章:介绍柔性传感器是一种使用弹性材料制作的传感器,由于其柔性、轻便、可重复性和高灵敏度等优点,已被广泛应用于医疗、健康管理、机器人技术等领域。

本文旨在详细介绍柔性传感器的研究和应用。

第二章:柔性传感器的研究柔性传感器的研究主要包括以下几个方面。

2.1 柔性传感器的材料弹性材料是制作柔性传感器的基本材料,根据应用的不同需要选择不同的材料。

目前最常用的材料有聚合物、橡胶和液体合金等。

这些材料不仅具有优异的柔性,而且具有良好的导电、记忆形状和自愈合等特性。

2.2 柔性传感器的制作工艺柔性传感器的制作工艺与传统传感器有很大的不同。

通常采用印刷电路板(PCB)技术、微加工技术和纳米技术等来制作柔性传感器。

这些制造工艺的应用,可以实现高分辨率、高精度、轻便、低成本,通过技术手段改善传感器的性能,提高传感器的可靠性和寿命。

2.3 柔性传感器的灵敏度传感器的灵敏度是评价柔性传感器的一个重要指标。

柔性传感器具有高灵敏度,可以对极小的形变、压力、温度等量进行检测和监测。

为了提高传感器的灵敏度,应关注传感器的材料和制作工艺。

2.4 柔性传感器的稳定性传感器的稳定性是评价柔性传感器的另一个重要指标。

柔性传感器应具有良好的稳定性,能够长时间保持其非常规形状和功能,保证其在多种条件下的可靠性和精度。

为了提高传感器的稳定性,应关注传感器的材料和制作工艺。

第三章:柔性传感器的应用柔性传感器的应用广泛,以下是几个主要应用领域的介绍。

3.1 医疗健康管理柔性传感器在医疗健康管理方面有广泛应用。

例如,可穿戴柔性传感器可以用来监测血压、心率、体温、呼吸、睡眠质量等健康信息,帮助人们实时了解自己的身体状况,并能及时预测相关疾病的发生和进展。

3.2 机器人技术柔性传感器在机器人技术方面也有应用。

例如,柔性传感器可以用来控制机器人的动作,并能够让机器人适应不同的环境,以便更好地执行任务。

3.3 汽车工业柔性传感器在汽车工业方面也有应用。

柔性可穿戴传感器的制备与性能研究

柔性可穿戴传感器的制备与性能研究

柔性可穿戴传感器的制备与性能研究近年来,随着人们对于健康意识的增强和科技的不断进步,柔性可穿戴传感器作为一种创新的传感技术,正在得到越来越广泛的应用。

它可以与人体接触密切,收集各种生理和运动数据,以实时监测人体状况。

本文将从制备和性能两个方面进行论述,探讨柔性可穿戴传感器在材料选择、加工工艺以及功能性能等方面的研究进展。

首先,柔性可穿戴传感器的制备过程中材料的选择显得尤为关键。

目前常用的材料主要包括聚合物、纳米材料和导电纤维等。

聚合物是制备柔性可穿戴传感器的重要基材,因其可实现柔性形变、透明度高和良好的生物相容性而备受研究者关注。

而纳米材料的引入则可以显著改善传感器的性能,例如碳纳米管可以提高传感器的灵敏度和稳定性。

此外,在导电纤维的应用上,可以通过纺丝技术将导电性能与柔韧性结合起来,实现更好的传感效果。

因此,合理选择和搭配材料,将极大地推动柔性可穿戴传感器的研究和发展。

其次,柔性可穿戴传感器的加工工艺也是影响其性能的重要因素之一。

常见的加工方法包括印刷、薄膜转移和纺丝等。

其中,印刷技术是一种简单且经济高效的制备方法,可用于直接在可撓基材上印刷传感器电极和电路。

薄膜转移技术则可以将传感器模块制备在具有柔性和透明性的薄膜上,并在需要时进行贴合,以实现对皮肤或衣物的贴合。

而纺丝技术则可以直接将导电纤维与其他纤维混合纺织,将传感器融入到织物中,实现全新的穿戴体验。

通过不同加工工艺的选择和组合,可以满足不同场景下对于柔性可穿戴传感器性能的需求。

最后,柔性可穿戴传感器的功能性能也是需要不断优化和改进的方面。

目前,该领域已经取得了一系列重要的研究进展,如被动式传感器和主动式传感器的结合、差分测量技术、虚拟引线技术等。

这些技术的引入使得柔性可穿戴传感器在人体生理信息监测、运动状态识别、身体姿态追踪等方面具有更广泛的应用前景。

此外,结合人工智能和大数据分析等技术,可以实现对海量传感数据的分析和挖掘,从而更好地服务于人们的健康管理需求。

【参考版】柔性电子传感器详解

【参考版】柔性电子传感器详解

柔性电子传感器详解目前,许多智能化的检测设备已经大量地采用了各种各样的传感器,其应用早已渗透到诸如工业生产、海洋探测、环境保护、医学诊断、生物工程、宇宙开发、智能家居等方方面面。

随着信息时代的应用需求越来越高,对被测量信息的范围、精度和稳定情况等各性能参数的期望值和理想化要求逐步提高。

针对特殊环境与特殊信号下气体、压力、湿度的测量需求,对普通传感器提出了新的挑战。

面对越来越多的特殊信号和特殊环境,新型传感器技术已向以下趋势发展:开发新材料、新工艺和开发新型传感器;实现传感器的集成化和智能化;实现传感技术硬件系统与元器件的微小型化;与其它学科的交叉整合的传感器。

同时,希望传感器还能够具有透明、柔韧、延展、可自由弯曲甚至折叠、便于携带、可穿戴等特点。

随着柔性基质材料的发展,满足上述各类趋势特点的柔性传感器在此基础上应运而生。

柔性传感器的特点与分类1、柔性传感器的特点柔性材料是与刚性材料相对应的概念,一般,柔性材料具有柔软、低模量、易变形等属性。

常见的柔性材料有:聚乙烯醇( P V A ) 、聚酯 ( P E T ) 、聚酰亚胺 ( P I ) 、聚萘二甲酯乙二醇酯( P E N ) 、纸片、纺织材料等。

而柔性传感器则是指采用柔性材料制成的传感器,具有良好的柔韧性、延展性、甚至可自由弯曲甚至折叠,而且结构形式灵活多样,可根据测量条件的要求任意布置,能够非常方便地对复杂被测量进行检测。

新型柔性传感器在电子皮肤、医疗保健、电子、电工、运动器材、纺织品、航天航空、环境监测等领域受到广泛应用。

2、柔性传感器的分类柔性传感器种类较多,分类方式也多样化。

按照用途分类,柔性传感器包括柔性压力传感器、柔性气体传感器、柔性湿度传感器、柔性温度传感器、柔性应变传感器、柔性磁阻抗传感器和柔性热流量传感器等;按照感知机理分类,柔性传感器包括柔性电阻式传感器、柔性电容式传感器、柔性压磁式传感器和柔性电感式传感器等。

柔性传感器的常用材料1、柔性基底为了满足柔性电子器件的要求,轻薄、透明、柔性和拉伸性好、绝缘耐腐蚀等性质成为了柔性基底的关键指标。

柔性可穿戴传感器的研发及应用

柔性可穿戴传感器的研发及应用

柔性可穿戴传感器的研发及应用随着科技的不断进步,人们对于设备的需求也变得越来越高,尤其是针对医疗保健和智能化制造等行业。

而柔性可穿戴传感器由于其具有小巧、轻便、灵活等特性,越来越受到了人们的关注。

下面就让我们来看看柔性可穿戴传感器的研发及其应用。

一、柔性可穿戴传感器的概念及分类柔性可穿戴传感器是应用于可穿戴设备上的传感器,其具有柔性、可弯曲等特性,由于其和人体接触后可以适应人体姿势变化而不会影响其测量性能,因此最适合用于生理信号具有变化范围较大的测量。

柔性可穿戴传感器可以分为三类:光学传感器、导电传感器和电容传感器。

其中,光学传感器根据光信号与物质的相互作用以及检测要求的不同,又可以分为红外传感器、荧光传感器、激光传感器等。

二、柔性可穿戴传感器的优点1.灵活适应:柔性可穿戴传感器可以适应人体各种姿势变化,能够更真实、准确地测量身体数据。

2.轻便小巧:柔性可穿戴传感器非常轻便小巧,可以放在身体各个部位,极大地提高了传感器在实际使用过程中的方便性和便携性。

3.高灵敏度:柔性可穿戴传感器可以非常精确地测量信号,可以检测出肢体运动的各个细节。

4.长寿命:柔性可穿戴传感器由于采用的是高强度的柔性材料,在不影响其性能的前提下可以合理地弯曲、呈现不同的形态,因此其使用寿命比其他传感器相对更长。

三、柔性可穿戴传感器在医疗保健中的应用由于柔性可穿戴传感器可以实现对生命体征的不间断监测,因此在医疗保健中应用越来越广泛。

首先,它被用于各种疾病的监测和治疗,如心脏病、呼吸系统疾病、肌肉骨骼问题等。

其次,可以根据人体数据为个体提供量身定制的健身方案,在运动督导与监测方面也有不可或缺的作用。

最后,某些疾病如糖尿病、癌症等需要长期检测,柔性可穿戴传感器也可以通过数据的可视化,让医生更好地了解患者的病情变化。

四、柔性可穿戴传感器在智能化制造中的应用智能制造由于其高效、高质、低成本等优点已经逐渐被各大企业所认可并投入使用。

柔性可穿戴传感器也在此领域有很好的应用,首先它可以实现智能化生产线上对工人状态的监测,有助于確保生产的效率和安全性;其次,产品在生产的每一个环节中逐步采用柔性可穿戴传感器,有助于提高整个制造过程的品质,减少不良品的产生。

《柔性压力传感器设计及其人体运动监测研究》范文

《柔性压力传感器设计及其人体运动监测研究》范文

《柔性压力传感器设计及其人体运动监测研究》篇一一、引言随着科技的进步与人们生活品质的提高,对于可穿戴设备的需求日益增长。

在众多可穿戴设备中,柔性压力传感器因其能实时监测人体运动状态并获取生理数据,受到了广泛关注。

本文旨在探讨柔性压力传感器设计原理及其在人体运动监测方面的应用研究。

二、柔性压力传感器设计1. 材料选择柔性压力传感器的设计首先从材料选择开始。

常用的材料包括导电聚合物、碳纳米管等,这些材料具有良好的柔韧性和导电性,是构建传感器的主要原料。

此外,为增强传感器的稳定性与耐用性,还需要采用高分子薄膜作为基底材料。

2. 结构设计结构设计是柔性压力传感器设计的关键环节。

通常采用多层结构,包括导电层、隔离层和基底层。

导电层负责感知压力变化,隔离层则起到保护作用,防止各层之间的短路,而基底层则提供支撑和柔韧性。

3. 制作工艺制作工艺包括材料制备、加工和组装等步骤。

首先将选定的材料制备成薄膜或纤维,然后通过激光切割、热压等技术进行加工和组装,最终形成完整的柔性压力传感器。

三、人体运动监测应用1. 运动数据采集柔性压力传感器可贴附于人体各部位,实时采集运动数据。

例如,通过测量手腕部位的脉搏、血压等生理数据,可了解运动过程中的身体状况。

此外,还可通过测量脚底压力分布,分析运动时的步态和姿势。

2. 运动分析通过对采集的运动数据进行处理和分析,可了解人体的运动模式、速度和强度等信息。

这有助于运动员了解自身运动状态,调整训练计划,提高运动效果。

同时,也可为康复训练和疾病预防提供参考依据。

3. 实际应用案例在运动监测方面,柔性压力传感器已广泛应用于智能手环、智能鞋垫等产品中。

例如,智能鞋垫可实时监测运动员的步态和姿势,为教练提供训练建议;智能手环则可监测心率、血压等生理数据,帮助用户了解自身健康状况。

此外,柔性压力传感器还可应用于医疗康复、智能家居等领域。

四、研究展望随着技术的不断发展,柔性压力传感器在人体运动监测方面的应用将更加广泛。

可穿戴的柔性温度传感器

可穿戴的柔性温度传感器

可穿戴的柔性温度传感器作者:Lee温度检测是传感设备的重要组成部分。

体温可以将人的身体状况反映到很大的内容。

健康人的体核温度相对恒定,一般在36.2~37.2°C之间。

它独立于环境,而壳体温度会受到物理条件和环境温度的影响。

体温的异常变化通常表明健康状况不佳。

例如,体温升高是发烧或感染的症状,而体温降低可能意味着贫血。

为了实时检测E-skin装置中的温度,已经开发了许多类型的柔性温度传感器。

电阻温度传感器通过敏感材料的电阻变化来检测温度是皮肤状电子设备中最常用的温度测量方法。

温度电阻系数(TCR)是电阻式温度传感器灵敏度的重要指标。

它定义为温度变化1℃时电阻的相对变化。

已报道各种电阻温度传感器使用纯金属元素(Pt,Au,Cu),金属氧化物颗粒,碳纳米管(CNT)聚合物复合材料和石墨烯作为敏感材料。

由于温度敏感,金属已被用于长时间的温度检测。

检测机制可以通过以下事实来解释:温度的升高增强了晶格的热振动,导致电子波的强烈散射,从而增加了电阻率。

传统的基于金属的温度传感器提供有限的拉伸性或可弯曲性。

结构工程,例如皱折,直线马蹄形结构和刚性岛设计,已被证明是克服这些限制的有效方法。

如图7a,b,所示,Yu等开发了一种基于弹性基底上的波纹薄膜传感元件的可拉伸温度传感器。

通过在预拉伸的30%柔性基板上溅射沉积薄Cr / Au 膜(5nm / 20nm)来制造传感器。

如图7c,d所示,通过释放预应变形成的周期性波状几何形状允许装置在不改变性能的情况下拉伸高达30%的机械应变。

Webb等报道了一种超薄,柔顺的皮肤状温度传感器阵列,采用薄的(50纳米)窄(20微米)金薄膜,采用微光刻技术制备的蛇形形状。

当采用先进的建模和分析技术实施时,可伸缩电子系统能够以毫克级精度无创地绘制壳温度。

图1 a具有周期性波浪图案的可拉伸传感器的示意图。

b可拉伸温度传感器的SEM。

c当传感器应变从2.25连续拉伸至30%时,传感器电阻值发生变化。

(完整word)浅谈柔性可穿戴传感器

(完整word)浅谈柔性可穿戴传感器

浅谈柔性可穿戴传感器随着人们进一步深入信息时代,5G通讯、大数据、云计算、万物互联的物联网、工业4.0等许多高新技术、新概念纷纷被提出。

随着信息时代的应用需求越来越高,随之而来的是对于各种信息的广泛需求,这就对被测量信息的范围、精度和稳定情况等各性能参数的期望值和理想化要求逐步提高。

针对特殊环境与特殊信号下气体、压力、湿度的测量需求,普通传感器已经远远不能满足需求。

新材料、新工艺和开发新型传感器与其它学科的交叉整合的传感器层出不穷。

随着柔性基质材料的发展,具有透明、柔韧、延展、可自由弯曲甚至折叠、便于携带、可穿戴等特点的柔性传感器由于在医疗保健、健身运动、安全生产等领域的巨大潜力受到越来越大的关注。

可穿戴技术的新领域近年来发展迅速,已成为消费电子市场的重要竞争者.目前,全球可穿戴市场价值约300亿美元,估计到2023年和2026年分别增长100亿美元和150亿美元。

大多数可用的可穿戴产品采用智能手表如Apple Watch和健身带的形式.可以为消费者提供有关活动、身体动作和一些消费者使用生命体征的信息。

尽管取得了这些成功,但可穿戴设备在实际临床应用中的使用受到限制,主要是由于它们的准确性,有效性和可靠性有限。

此外,现有设备的体积刚性和不灵活性质限制了使用的舒适性和持续时间.此外,传感器和数据处理以及分析硬件的高功耗限制了长期可操作性,并迫使开发人员牺牲精度以延长电池寿命。

其他重要的限制包括用于传感器放置的有限位置,运动伪像以及处理/解释大量生成的数据.一、柔性可穿戴传感器的材料传统的传感器多是在刚性不可弯曲的衬底上制成的,其中具有硅衬底的传感器是最常见的传感器.尽管这些传感器具有广泛的应用领域,但有一些难以避免缺点,如刚度、不敏感、不可弯折等。

而柔性可穿戴传感器则需要采用一些可弯折的柔性材料,得益于新材料、新工艺的发展,诸如可弯折的石墨烯、导电纱线或纤维纺织、有机高分子聚合物被纷纷采用。

传感器的材料取决于传感器的应用,可用性,制造总成本等因素。

柔性传感及智能穿戴应用

柔性传感及智能穿戴应用

柔性传感及智能穿戴应用柔性传感及智能穿戴应用目前已成为科技领域的热门话题,它们在医疗、健康管理、运动监测、智能安全等领域具有很大的应用潜力。

本文将从柔性传感的背景和原理、智能穿戴的概念和发展、柔性传感及智能穿戴在医疗、健康管理、运动监测和智能安全等领域的具体应用进行探讨。

首先,我们来了解一下柔性传感的背景和原理。

柔性传感器是一种可以将物理量转化为可以测量的电信号的传感器。

相比传统的硬性传感器,柔性传感器具有柔软、轻便、可弯曲和可拉伸等特点,能够更好地贴合人体曲面和皮肤,从而实现更加准确和舒适的测量。

柔性传感器的原理是利用材料的形变特性,如应变、压力、温度等,通过柔性基底和导电材料的结构与材料的变化相联系,从而通过测量电学信号来获得相应的物理量信息。

智能穿戴作为柔性传感的应用之一,其概念是将传感器技术与穿戴设备相结合,将传感器嵌入到日常所穿戴的物品中,例如手环、智能手表、智能眼镜等,实现实时的数据采集、传输和分析。

智能穿戴设备通过收集用户的生物参数、运动轨迹、环境信息等,可以实时监测用户的身体状况和活动状态,从而为用户提供个性化的健康管理和生活辅助服务。

在医疗领域,柔性传感及智能穿戴技术具有广阔的应用前景。

例如,柔性传感器可以被嵌入到医用电子贴片中,用于监测患者的心电图、血氧饱和度、呼吸频率等生理信号,实现对患者健康状况的实时监测。

此外,智能穿戴设备还可以通过传感器检测用户的活动水平和生活习惯,帮助医生提供更加精确的健康建议和治疗方案。

在健康管理方面,柔性传感及智能穿戴应用也有着独特的优势。

柔性传感器可以被嵌入到纺织物中,制成柔性电子皮肤,实现对身体姿态、肢体运动、甚至皮肤温度的测量。

智能穿戴设备可以通过收集用户的运动数据,如步数、消耗的卡路里、运动强度等,为用户提供健身指导和运动计划。

此外,智能穿戴设备还可以监测睡眠质量、心理压力等因素,提前预警和干预用户的健康问题。

在运动监测领域,柔性传感及智能穿戴技术可以帮助用户实现更加准确、全面的运动监测。

柔性可穿戴传感器的研究进展

柔性可穿戴传感器的研究进展
柔性可穿戴传感器的研究进展
01 一、引言
目录
02 二、研究现状
03 三、技术创新
04 四、应用前景
05 参考内容
随着科技的快速发展,柔性可穿戴传感器作为一种新型的智能感知设备,越 来越受到人们的。本次演示将介绍柔性可穿戴传感器的研究进展,包括基本原理、 应用领域、技术创新和未来发展方向等方面。
一、引言
1、医疗健康领域的应用
在医疗健康领域,柔性可穿戴传感器具有广泛的应用前景。例如,可以将其 应用于监测人体的生理参数(如心率、血压、血氧饱和度等)以及睡眠质量等。 此外,还可以将其应用于老年人的健康管理和慢性病患者的监测等方面。通过实 时监测患者的生理参数和运动状态等信息,可以帮助医生更好地评估患者的病情 和制定相应的治疗方案。同时,也可以通过监测患者的睡眠质量等信息来评估其 心理健康状况,为心理疾病的治疗提供帮助。
2、传感器的应用领域和市场需 求
柔性可穿戴传感器可以应用于医疗健康、运动健身、智慧城市等多个领域。 在医疗健康领域,它可以监测人体的生理参数(如心率、血压、血氧饱和度等)、 睡眠质量等;在运动健身领域,它可以监测人体的运动状态(如步数、速度、姿 势等)、消耗的能量等;在智慧城市领域,它可以监测环境参数(如温度、湿度、 CO2浓度等)以及智能家居等方面。随着人们对健康管理和生活质量的要求不断 提高,柔性可穿戴传感器的市场需求也在不断增长。
在具体设计上,一种常见的方法是采用“弹簧天线”的设计。这种天线由几 个相互连接的弹簧结构组成,每个弹簧结构都能独立地拉伸和收缩,从而适应各 种人体姿势和运动。此外,一些研究人员还尝试利用人体的肌肉运动或血管作为 天线的一部分,以实现天线的可拉伸性和生物相容性。
在实验测试方面,已经有一些研究表明,柔性可拉伸天线可以在各种运动和 人体姿势下保持良好的通信性能。例如,一项研究表明,使用这种天线的NFC可 穿戴传感器可以在人体进行跑步、伸展等运动时准确监测心率和呼吸等生理参数。

柔性可穿戴电子传感器常用材料培训讲学

柔性可穿戴电子传感器常用材料培训讲学

柔性可穿戴电子传感器常用材料毕业论文设计柔性可穿戴电子传感器常用材料摘要随着智能终端的普及,可穿戴电子设备呈现出巨大的市场前景。

传感器作为核心部件之一,将影响可穿戴设备的功能设计与未来发展。

柔性可穿戴电子传感器具有轻薄便携、电学性能优异和集成度高等特点,使其成为最受关注的电学传感器之一。

经过分析近年来柔性传感器的研究、设计和制造现状后,综述了柔性可穿戴电子传感器的常用材料,最后并提出了柔性可穿戴电子传感器面临的挑战与未来的发展方向。

关键词可穿戴电子;柔性传感器The Common Materials of Flexible Wearable Electronic SensorsAbstract With the development of intelligent terminals, wearable electronic devices show a great market prospect. As one core component of the wearable electronic device, the sensor will exert a significant influence on the design and function of the wearable electronic device in the future. Compared with the traditional electrical sensors, flexible wearable sensors have the advantages of being light, thin, portable, highly integrated and electrically excellent. It has become one of the most popu-lar electronic sensors. This review focused on recent research advances of flexible wearable sensors, including signal trans-duction mechanisms, general materials, manufacture processes and recent applications. Piezoresistivity, capacitance and pie-zoelectricity are three traditional signal transduction mechanism. For accessing the dynamic pressure in real time and devel-oping stretchable energy harvesting devices, sensors based on the mechanoluminescent mechanism and triboelectric mecha-nism are promising. Common materials used in flexible wearable electronic sensors, such as flexible substrates, metals, inor-ganic semiconductors, organics and carbons, are also introduced. In addition to the continuously mapping function, wearable sensors also have the practical and potential applications, which focused on the temperature and pulse detection, the facial expression recognition and the motion monitoring. Finally, the challenges and future development of flexible wearable sen-sors are presented.Keywords wearable electronics; flexible sensor; printing manufacture; body monitoring目录1 引言 (5)2 柔性可穿戴电子的常用材料 (5)2.1柔性基底 (5)2.2金属材料 (6)2.3无机半导体材料 (6)2.4有机材料 (6)2.5碳材料 (7)3 总结与展望 (7)参考文献 (8)1 引言传感器在人体健康监测方面发挥着至关重要的作用。

柔性电子传感器在可穿戴设备上的应用探索

柔性电子传感器在可穿戴设备上的应用探索

柔性电子传感器在可穿戴设备上的应用探索在科技的不断发展中,可穿戴设备已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。

柔性电子传感器作为其中的核心技术之一,正逐渐引起人们的关注和应用。

柔性电子传感器具有柔软、薄型、可弯曲等特点,使其在可穿戴设备领域具有巨大的潜力和应用前景。

本文将探索柔性电子传感器在可穿戴设备上的应用,并对其未来发展趋势进行展望。

首先,柔性电子传感器在可穿戴设备上能够提供准确的生物参数监测。

通过在可穿戴设备上添加柔性电子传感器,人们可以方便地实时监测心率、血压、体温等生理指标,满足日常健康管理的需求。

这对于那些需要进行定期健康监测的人而言尤为重要,比如老年人、慢性病患者等。

柔性电子传感器的柔软特性使其能够与人体接触更加舒适,同时也减少了可能产生的皮肤刺激或过敏反应的风险。

其次,柔性电子传感器在可穿戴设备上的应用也可以为运动爱好者提供全面的运动监测和数据分析功能。

通过结合加速度计、陀螺仪和柔性电子传感器等技术,可穿戴设备可以准确记录用户的运动轨迹、步数、消耗的卡路里等信息,并通过智能算法对数据进行分析和反馈。

这不仅可以帮助用户更好地了解自己的运动情况,还可以提供个性化的运动建议和指导,帮助用户达到更好的健身效果。

此外,柔性电子传感器还可以应用于身体姿势监测和人机交互界面。

通过在可穿戴设备上添加柔性电子传感器,可以实时监测用户的身体姿势并进行反馈,帮助用户纠正不良的姿势习惯,减少身体的负担和疲劳感。

此外,柔性电子传感器还可以实现与人机交互的功能,比如通过手势识别、语音识别等方式与设备进行交互,提供更加智能便捷的操作体验。

在柔性电子传感器的应用中,还有一个重要的领域是智能医疗。

通过在可穿戴设备上集成柔性电子传感器,可以实现对患者健康状况的实时监测和远程监护。

医生可以通过云平台接收患者的监测数据,并提供及时的诊断和治疗建议。

这种方式可以极大地方便患者,尤其是那些行动不便的病人。

同时,利用柔性电子传感器在床垫、护理垫等物品上监测患者的体征和睡眠质量,也有助于提高医院的护理质量和效率。

基于摩擦纳米发电机的柔性可穿戴多功能压力传感器

基于摩擦纳米发电机的柔性可穿戴多功能压力传感器

摘要随着社会的日益进步,医疗水平不断提高,互联网技术快速发展,健康和信息安全成为人们最为关注的焦点。

目前医疗资源的短缺和屡见不鲜的个人信息泄露事件,越来越成为人们的心头之患。

在健康方面,社会老龄化进一步加剧,各类慢性疾病的数量逐年增长,人们越来越意识到医院治疗已不能满足自身健康的需求,日常生活中更需要仪器设备实现自身健康状态长期持续的监测。

在信息安全方面,虽然人们采用密码、U盾及密保等方式保护个人信息,但个人信息依旧被窃取,泄漏在互联网等媒介之上。

如果日常生活中对人们的健康状态进行持续监测,并使用一种独一无二的身份识别方式,将大大减少各类慢性疾病的数量及个人信息泄露的问题。

目前部分可穿戴设备可用于人体生理信号的测量,实现对人体健康状态的检测。

每个人的生物特征是独一无二的,将生物特征用于身份识别,信息将很难被窃取。

但是目前存在的可穿戴设备无法实现健康状态监测和身份识别双重功能。

为此,本文做了以下研究:①本文研究了基于摩擦纳米发电机的柔性可穿戴多功能压力传感器。

该传感器以人耳鼓膜结构进行仿生,结合单电极式摩擦纳米发电机工作模式,采用PTFE 薄膜、Nylon薄膜、ITO薄膜以及PET衬底制作而成。

结合薄膜的振动特性从理论上分析了传感器的振动模态,采用单电极摩擦纳米发电机的工作原理分析传感器的电学输出特性,采用COMSOL Multiphysics对传感器的振动特性和开路电压进行了仿真,验证了设计的传感器具有较宽的工作频带范围,高低频特性较好。

②对传感器测得信号中的噪声进行了分析及处理。

对传感器输出信号中的工频干扰、肌电漂移、运动伪迹和基线漂移噪声进行处理。

采用模拟滤波和数字滤波相结合的方式,对传感器输出信号进行处理。

结合传感器输出信号频谱中信号频率分布,采用10Hz Butterworth低通滤波器和45Hz~1500Hz Butterworth带通滤波器对测量的信号进行了分解,分别得到脉搏波信号和喉咙声信号。

柔性传感器的原理和应用场景

柔性传感器的原理和应用场景

柔性传感器的原理和应用场景在如今科技发展日新月异的时代,人们对于传感器的需求日益增加。

在众多传感器种类中,柔性传感器是一种相对新颖的传感器。

柔性传感器通常指通过将灵活材料集成在一起来测量压力、应变、弯曲变形、转换、温度和湿度等物理量的传感器。

柔性传感器被广泛应用于智能医疗、智能手套、虚拟现实、机器人、自动化等领域。

本文将介绍柔性传感器原理和应用场景。

一、柔性传感器的原理柔性传感器是一种非常灵活的电子设备,它采用具有柔性的组成材料,并将其塑造成人体、动物和机器的特定形状,然后在材料的内部和表面附加电子元件。

柔性传感器的灵活和可压缩性能赋予其对各种变形和其他部分的扭曲灵敏的响应。

柔性传感器在采集环境中的相应变化时,由于它们容易形变,因此不影响外部环境的关系。

这使它们特别适合在医疗和日常生活中发挥作用。

柔性传感器最重要的原理和组成部分是压电效应。

压电效应是指某些材料在受到压力或伸张时,会产生电荷的现象。

特殊的材料例如压电材料,当受到应力作用时,可发生电荷位移,这里就用于检测物理量变化的传感器,这种材料叫做压电传感器。

传感器感知到自身造成的电信号,然后转化成其他形式的信号以描述环境的变化。

二、柔性传感器的应用场景柔性传感器也是一种基于织物材料和柔性材料的电子元件,具有很好的可塑性和可压缩性,所以被广泛用于包括机器人、生物医学、环境监测、智能手套、虚拟现实和自动化领域。

1.机器人领域柔性传感器的灵活性和可塑性,使其成为机器人行业中的重要元素。

机器人需要能够响应环境变化的传感器,以帮助它们保持平衡、感知世界、导航和操作。

柔性传感器可以被应用于机器人的头部、眼睛、手臂和脚部等部分。

它们能够使机器人掌握更为精确的空间感知能力,更加智能化的操作。

2.生物医学领域柔性传感器在生物医学应用领域中具有重要作用。

例如,柔性传感器可以用于监测心脏、肌肉和神经刺激器的运动。

同时,柔性传感器还可以安装在病人护理设备上,用于监测病人的体温、呼吸、血氧水平等。

浅谈柔性可穿戴电子传感器的三大关键部分

浅谈柔性可穿戴电子传感器的三大关键部分

浅谈柔性可穿戴电子传感器的三大关键部分
 随着信息时代的应用需求越来越高,对被测量信息的范围、精度和稳定情况等各性能参数的期望值和理想化要求逐步提高。

针对特殊环境与特殊信号下气体、压力、湿度的测量需求,普通传感器已经远远不能满足需求。

市场是永远不缺探索者的。

于是科研人员纷纷投身开发新材料、新工艺和开发新型传感器;实现传感器的集成化和智能化;实现传感技术硬件系统与元器件的微小型化;与其它学科的交叉整合的传感器。

同时,希望传感器还能够具有透明、柔韧、延展、可自由弯曲甚至折叠、便于携带、可穿戴等特点。

随着柔性基质材料的发展,满足上述各类趋势特点的柔性传感器在此基础上应运而生。

 目前柔性传感器领域最热门就是柔性可穿戴电子传感器。

例如利用电子皮肤向大脑传递皮肤触觉信息,利用三维微电极实现大脑皮层控制假肢,利用人工耳蜗恢复病人听力等。

 下面小编就和你聊一聊柔性可穿戴电子传感器技术的核心部门。

有效地将外部刺激转化为电信号是柔性可穿戴电子传感器监测身体健康状况的关键技术。

柔性可穿戴电子传感器的信号转换机制主要分为压阻、电容和压电三大部分。

 压阻。

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浅谈柔性可穿戴传感器随着人们进一步深入信息时代,5G通讯、大数据、云计算、万物互联的物联网、工业4.0等许多高新技术、新概念纷纷被提出。

随着信息时代的应用需求越来越高,随之而来的是对于各种信息的广泛需求,这就对被测量信息的范围、精度和稳定情况等各性能参数的期望值和理想化要求逐步提高。

针对特殊环境与特殊信号下气体、压力、湿度的测量需求,普通传感器已经远远不能满足需求。

新材料、新工艺和开发新型传感器与其它学科的交叉整合的传感器层出不穷。

随着柔性基质材料的发展,具有透明、柔韧、延展、可自由弯曲甚至折叠、便于携带、可穿戴等特点的柔性传感器由于在医疗保健、健身运动、安全生产等领域的巨大潜力受到越来越大的关注。

可穿戴技术的新领域近年来发展迅速,已成为消费电子市场的重要竞争者.目前,全球可穿戴市场价值约300亿美元,估计到2023年和2026年分别增长100亿美元和150亿美元。

大多数可用的可穿戴产品采用智能手表如Apple Watch和健身带的形式.可以为消费者提供有关活动、身体动作和一些消费者使用生命体征的信息。

尽管取得了这些成功,但可穿戴设备在实际临床应用中的使用受到限制,主要是由于它们的准确性,有效性和可靠性有限。

此外,现有设备的体积刚性和不灵活性质限制了使用的舒适性和持续时间.此外,传感器和数据处理以及分析硬件的高功耗限制了长期可操作性,并迫使开发人员牺牲精度以延长电池寿命。

其他重要的限制包括用于传感器放置的有限位置,运动伪像以及处理/解释大量生成的数据.一、柔性可穿戴传感器的材料传统的传感器多是在刚性不可弯曲的衬底上制成的,其中具有硅衬底的传感器是最常见的传感器.尽管这些传感器具有广泛的应用领域,但有一些难以避免缺点,如刚度、不敏感、不可弯折等。

而柔性可穿戴传感器则需要采用一些可弯折的柔性材料,得益于新材料、新工艺的发展,诸如可弯折的石墨烯、导电纱线或纤维纺织、有机高分子聚合物被纷纷采用。

传感器的材料取决于传感器的应用,可用性,制造总成本等因素。

有机电子材料是材料方面的一个主要部门,已经大量被用于制造柔性可穿戴设备设备。

用于柔性可穿戴设备的有机器件具有灵活性、体积可变、良好的稳定性、生物适应性良好等优点。

这些类型的传感器已用于制造薄膜晶体管,离子泵,聚合物电极等。

有机和大面积电子设备(OLAE)是使用功能性油墨开发以薄层印刷的电子器件的方法。

用于这些操作的基材是主要的PET和PEN,因为它们与其它有机聚合物相比具有透明性和较低的成本。

OLAE流程目前用于开发可穿戴的健康和医疗设备。

PDMS、PEN、PI,P(VDF—TrFE),Parylene和Polypyrrole 的使用已经普遍用于开发柔性传感器针对不同的应用。

传感器的电极部分也采用新型的导电材料,如碳基纳米材料和金属纳米颗粒。

碳基纳米材料包括石墨烯,碳纳米管(CNTs)碳纤维等。

在金属纳米粒子中银、金和镍是柔性可穿戴传感器中最常用的一些金属纳米材料.聚二甲基硅氧烷(PDMS),聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN),聚酰亚胺(PI)是通常用于开发柔性传感器的一些绝缘基板。

这些聚合物材料的差异在于它们的杨氏模量,折射率等.有一些导电聚合物如聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)、聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)、聚乙炔、聚苯胺与绝缘聚合物相比,由于其较低的带隙而导电。

这些聚合物主要用于开发太阳能电池、电池.在碳纳米管CNT中,使用单壁碳纳米管(SWCNT)和多壁碳纳米管(MWCNT)在不同的传感器件也得到部分应用。

制造柔性传感器的工艺有很多,其中光刻,丝网印刷,喷墨印刷,激光切割是一些常见的方法。

根据柔性传感器的的尺寸来确定制造传感器原型的工艺。

二、感测指标类型可穿戴柔性传感器主要应用于人体生理指标的检测,因此被广泛用于日常生活。

它通过检测人的一些生理活动指标如血压、胆固醇含量、PH值等来为人的身体状况提供相应的参考建议。

主要的感应类型有电化学传感、压力和应变传感、磁场传感等。

电化学传感是多年来最常见的柔性传感类型之一。

灵活的传感器具有独特的化学和电子特性,是进行不同类型生化传感的最佳选择。

一些常见类型的电化学传感包括监测葡萄糖,pH,胆固醇等。

葡萄糖和pH传感器是由CNT开发的,因为它们的曲率侧壁和疏水性质通过π—键合提供了强烈的相互作用。

一些传感器使用了逐层结构,使其具有更坚固的结构.使用两种聚合物PDDA和PET来显影基材。

用作电极的SWCNT用-COOH 基团官能化以增加电极的氧化性质。

与葡萄糖感测一起,这些传感器对pH值在5到9之间的pH监测提供了高灵敏度.其他类型的电化学传感代表胆固醇的监测,胆固醇是在动物的细胞膜中形成的脂质.这些类型的传感器采用SWCNT和与溶胶凝胶结合的MWCNT制造。

LBL方法也被用于这些传感器的结构化,以便以紧凑的方式集成组装不同的材料。

因此,这些类型的传感器已经开发出了诸如丝网印刷,旋涂等技术,其中单独的酶如胆固醇酯酶,胆固醇氧化酶被固定在感应器上表面。

压力和应变传感器是柔性传感器最标准化的应用之一。

迄今为止,已经开发了不同种类的压阻和压电传感器,以通过将它们用作绷带、手套等方式来监测各种生理参数。

这些类型的传感器在应变系数(GF)和它们可以承受的拉伸和压缩应变的百分比之间变化而不会达到断裂点。

一些压力传感器已被制造为电子绷带。

这些压力传感器还用于触觉传感和人工智能。

在实验室开发和测试的一些应变传感器提供了导电率的变化,直到300%的应变,GF为50.这些传感器基于聚氨酯纳米复合材料(TPU)和纳米复合材料纳米复合材料。

原纤化纤维素(NFC)作为填料.磁场传感器是使用具有聚合物箔的无机功能纳米膜开发的一类。

形成8个传感器的线性阵列,以霍尔效应原理工作,以实现高体积灵敏度。

还开发了一种可穿戴电子鼻[80],其具有由CNT和PEN的纳米复合材料制备的传感器阵列.在聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)层的顶部用旋涂和热固化的PI层制备水凝胶系统以及电生理传感器。

用电子束蒸发的Cr和Au双层形成电极。

这些制造的器件与其他生物医学设备一起应用于ECG,应力 - 应变测量。

有趣的是,甚至合金也被用于WFS开发生物传感器。

使用诸如Sb2Te3和Bi2Te3的薄膜热电偶以及Kapton衬底来制造低功率、柔性的微热电发电机。

三、具体的实现举例1.可穿戴的口服钠传感器对于患有高血压和某些其他疾病的人来说,摄入过多的盐会增加血压并增加心脏并发症的可能性。

为了帮助监测盐摄入量,研究人员开发了一种灵活且可伸缩的无线传感系统,旨在舒适地佩戴在口腔中,以测量人体消耗的钠量。

该传感器基于超薄透气弹性膜,集成了小型化的柔性电子系统,该系统使用蓝牙技术将钠消耗量无线报告给智能手机或平板电脑。

研究人员计划进一步将系统小型化,使之类似于牙科保持器,达到牙齿大小.开发口内传感器的关键是使用网状电路连接的生物相容性和超薄部件替换传统的塑料和金属电子设备。

钠传感器可以在市场上买到,但研究人员开发了一种灵活的微膜版本,可与微型混合电路集成。

整个传感和电子组件均匀地整合到用户可以容忍的柔软材料上,传感器佩戴舒适,可将数据传输到智能手机或平板电脑。

最终,这些信息可能会由医生或其他医疗专业人员进行远程监控.灵活的设计始于计算机建模,以优化设备的机械性能,用于弯曲和柔软的口腔。

然后研究人员使用他们的模型设计实际的纳米膜电路并选择组件.该设备可以实时监测钠摄入量,并记录每日量。

使用智能手机或平板电脑应用程序,系统可以建议用户计划用餐他们已经消耗的每日盐分配量。

该设备可与距离最远十米的智能手机通信。

同时的设备可以应用于许多不同的目标,涉及饮食管理或治疗的饮食行为。

钠传感器的后续步骤是进一步使设备小型化,并与具有医疗条件的用户一起测试:高血压,肥胖或糖尿病。

研究人员希望取消小电池,现在必须每天充电以保持传感器正常运行。

一种可能的选择是采用感应充电的方式给设备供电,可以采用从嘴外发射器获得电力的线圈代替电池和复杂电路2。

可穿戴设备测心率商业上可用的可穿戴设备,例如Fitbit和Apple Watch,使用称为体积描记术的光学模式来获得心率.在这种方法中,发光二极管(LED)与皮肤紧密接触,从而照亮动脉上的光。

在从组织吸收和散射光之后,通过光电二极管检测反射光。

因为含氧血红蛋白具有最高的光吸收,所以在心脏收缩期间观察到最小的反射光强度。

考虑到测量的反射可以通过环境光,运动和接触质量来调制,复杂的算法用于提取心率.虽然建立了用于测量重症监护病房和急诊病房心率和血氧饱和度(SpO2)的光学方法,但对于使用可穿戴设备进行长期心率监测,它会受到运动引起的准确性,接触质量和高度的挑战.能量消耗。

降低LED /探测器系统长期使用功耗的最常用方法包括通过使用快速LED和在短时间内捕获数据的光电探测器来减少系统的占空比[29],从而在两者之间进行权衡。

功耗,精度和运动灵敏度.虽然目前的LED和光电探测器HR传感器刚性地封装在一起,但是有兴趣开发灵活的光学HR传感器,其可以提供更好的皮肤接触和改进的设计形式.最近报道了一种由有机发光二极管(OLED)和有机光电二极管(OPD)制成的柔性脉冲血氧计贴片。

他们已经证明了这种柔性贴片的心率估计与市售脉搏血氧仪具有相似的灵敏度。

许多小组已经尝试过另一种用于心率可穿戴监测的方法是心电图(ECG)。

虽然心脏病学的黄金标准是使用12导联心电图,但是一个心电图导联可以提供心率,并且可以用于检测一些心脏病状况,例如心律失常.实施ECG监测的方法是在胸前设置两个电极,以获得导联I ECG。

虽然常规电极通常是刚性Ag / AgCl,并且为了改善接触,应用凝胶,但是开发柔性和干燥电极是有意义的。

一种方式是将小电容电极与必要的信号处理和通信电路一起纳入棉T恤。

另一种可行的方式是采用一个带有AgNW(Ag纳米线)/ PDMS(聚二甲基硅氧烷)干电极的胸部贴片(见图a,b),它可以监测导联I ECG和皮肤阻抗。

另一种方法是以带的形式设计电极,其可以附接到前臂以便提供一个导联ECG。

将两个电极并入一个柔性带,并与其他必要的电路一起监测心电图(图c,d)。

用于可穿戴HR监测的ECG的主要缺点是这种模式对运动伪影的高度敏感性,特别是因为对于可穿戴设备使用干电极的影响.3柔性应变或压力传感器近年来关注的另一种人力资源监测模式是柔性应变或压力传感器的应用。

Soltanian等人.报道了一种柔软且贴合的应变传感器,它由包裹在弹性体中的导电纳米纤维(NF)网制成.灵活的压阻式传感器(FPS)采用静电纺丝制造——一种经济的纳米材料制造的通用方法,展示了一种快速,低电压,精确,可重复的应变传感行为,其应变系数高达60.使用该传感器可以实现低至μW的低功率传感器操作。

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