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      新的纖維素基材料代表三個(gè)傳感器于一體
      
			
      
				2019-07-23 08:42:18
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      浸泡在精心設(shè)計(jì)的聚合物混合物中的纖維素充當(dāng)傳感器，同時(shí)測量壓力，溫度和濕度。測量完全相互獨(dú)立。在許多應(yīng)用中，測量壓力，溫度和濕度的能力非常重要，例如監(jiān)測家中的病人，機(jī)器人，電子皮膚，功能性紡織品，監(jiān)視和安全等等。
      

      新的纖維素基材料代表三個(gè)傳感器于一體
      

      迄今為止的研究已將不同的傳感器集成到同一電路中，這帶來了若干技術(shù)挑戰(zhàn)，尤其是涉及用戶界面。
      

      林雪平大學(xué)有機(jī)電子實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家在Xavier Crispin教授的領(lǐng)導(dǎo)下成功地將所有三種測量結(jié)果合并為一個(gè)傳感器。
      

      這已經(jīng)通過開發(fā)導(dǎo)電離子和電子的聚合物的彈性氣凝膠以及隨后利用熱電效應(yīng)而成為可能。甲熱電材料是其中電子從朝向暖側(cè)的材料的冷側(cè)移動(dòng)，產(chǎn)生的電壓差。
      

      當(dāng)納米纖維的纖維素與導(dǎo)電聚合物PEDOT混合：PSS在水中，并將該混合物冷凍干燥在真空中，所得到的材料具有氣凝膠的海綿狀結(jié)構(gòu)。添加稱為聚硅烷的物質(zhì)會使海綿變得有彈性。在材料上施加電勢會產(chǎn)生線性電流增加，這是任何電阻器的典型值。但是當(dāng)材料受到壓力時(shí)，其電阻會下降，電子更容易流過它。
      

      由于材料是熱電的，因此也可以測量溫度變化。溫側(cè)和冷側(cè)之間的溫差越大，電壓越高。在濕度的影響有多快離子從溫暖的一側(cè)移動(dòng)到冷端。如果濕度為零，則不輸送離子。
      

      “新的是我們可以通過跟蹤電信號與時(shí)間來區(qū)分電子的熱電響應(yīng)(給出溫度梯度)和離子的熱電響應(yīng)(給出濕度水平)。這是因?yàn)閮蓚€(gè)響應(yīng)發(fā)生在不同的速度，“有機(jī)電子實(shí)驗(yàn)室教授，高級科學(xué)出版文章的主要作者Xavier Crispin說。
      

      “這意味著我們可以用一種材料測量三個(gè)參數(shù)，而不需要測量不同的測量結(jié)果，”他說。
      

      Shaobo Han，博士生和有機(jī)電子實(shí)驗(yàn)室的高級講師Simone Fabiano也發(fā)現(xiàn)了一種分離三種信號的方法，即每種信號都可以單獨(dú)讀取。
      

      “我們獨(dú)特的傳感器也為物聯(lián)網(wǎng)鋪平了道路，降低了復(fù)雜性并降低了生產(chǎn)成本。這是安防行業(yè)的一個(gè)優(yōu)勢。另一個(gè)可能的應(yīng)用是將傳感器放入帶有敏感物品的包裝中，”Simone Fabiano說。
      
			

			
        
      
			
      
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