科研进展

深圳先进院在织物基底的压电压力传感器方面取得进展

时间:2021-02-22  来源:微创中心 尹清 文本大小:【 |  | 】  【打印

  近期,中国科学院深圳先进技术研究院微创中心王磊团队成功地设计了一种基于ZnO纳米棒结构的新型柔性织物基底压电压力传感器,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 ResearchCAS一区,IF=8.183),该论文的第一作者为深圳先进院客座学生谭永松,王磊研究员为共同通讯作者,研究工作主体在深圳先进院完成。 

  柔性可穿戴子器件因其异的灵敏度、可延展性、耐久性以及与人体皮肤的相容性而受到广泛的研究。特别是自供智能穿戴设备,能够有效地将各种机械运动转为电能,解决了穿戴式设备电源体大、性差的缺点。课题组成员成功地设计了一种基于ZnO米棒构的新型柔性物基底压电压感器,采用纤锌矿晶体构的ZnO米棒和PVDF膜来压电感器在0-2.5kPa力范内的灵敏度0.62V/kPa,开路电压高达11.47V左右,具有越的机械定性和低检测限(8.71pa)。 

  明,感器可以检测多种人体运,如手腕的弯曲/放松运和每个手指的弯曲/拉伸运。因此,所制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。

论文链接 

 

  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-FPES2.5kpa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-PEPS2000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30°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。