日前，沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學(xué)的科研人員研發(fā)出名為“紙皮膚”的低成本傳感器。據(jù)悉，該傳感器可用于偵測運動，并有望同時為多種生命征象進(jìn)行實時監(jiān)測，包括心跳、血壓、呼吸模式與動作等。
目前，可穿戴式與軟性電子產(chǎn)品正在各種不同應(yīng)用領(lǐng)域的展現(xiàn)出良好的發(fā)展前景，但這一技術(shù)往往使用昂貴且復(fù)雜的材料與工藝，制約其大規(guī)模的應(yīng)用。此次，沙特科研人員利用鋁箔、便條紙、海綿與磁帶等日常材料，開發(fā)出這款可偵測環(huán)境要素的低成本傳感器，試圖為商用化可負(fù)擔(dān)的高性能感測組件研發(fā)提供思路。
該傳感器具體原理，即研究小組使用便條紙檢測濕度、海綿和抹布檢測壓力，鋁箔則用于偵測運動。而以HB鉛筆著色便條紙后，則可讓紙用于檢測酸度。鋁箔和導(dǎo)電銀油墨則被用來偵測溫度的差異。同時，研究人員將所有的材料放在一起構(gòu)建成一個簡單的紙質(zhì)平臺，然后再將它連接到一款可根據(jù)外在刺激偵測導(dǎo)電率變化的設(shè)備。研究者充份利用所使用的材料特性，包括其多孔性、吸附性、彈性與尺寸，開發(fā)出低成本的感測平臺。
研究人員通過這一單一的整合平臺，展示了其可同時且實時地偵測多種不同的外在刺激的能力。實際使用時，例如當(dāng)濕度增加，提高了該紙質(zhì)平臺儲存電荷或電容的能力；將傳感器暴露于酸性溶液中，則會使其電阻增加，而當(dāng)暴露于堿性溶液時隨之降低；隨著溫度改變，該平臺也偵測到電壓的變化；將手指接近平臺時，還會擾亂其電磁場，而使其電容降低。
據(jù)研究人員介紹，在完全自主的多功能軟性傳感器平臺實現(xiàn)商用化以前，必須先克服幾種挑戰(zhàn)。例如，要進(jìn)一步發(fā)展與這種紙質(zhì)皮膚之間的無線互動；并需要進(jìn)行可靠性測試，以評估傳感器可持續(xù)的時間或在經(jīng)歷劇烈彎曲狀況時的具體表現(xiàn)。研究者表示，其下一階段將針對醫(yī)療監(jiān)測系統(tǒng)等應(yīng)用，優(yōu)化在此類平臺上的“紙皮膚”傳感器互動，有望同時為多種生命征象進(jìn)行實時監(jiān)測，包括心跳、血壓、呼吸模式與動作等。
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