隨著可穿戴設(shè)備的爆發(fā)式發(fā)展，與其密切聯(lián)系的可穿戴傳感技術(shù)也迅速發(fā)展。目前研究較多的柔性力學(xué)傳感器主要為電阻型和電容型，它們不易檢測(cè)出不同方向的力學(xué)變形，不利于復(fù)雜多維運(yùn)動(dòng)的監(jiān)測(cè)。日前，中科院蘇州納米所陳韋研究團(tuán)隊(duì)發(fā)展了基于離子壓電效應(yīng)的可穿戴離子型無源力學(xué)傳感器，并且實(shí)現(xiàn)了對(duì)于人體多尺度多維活動(dòng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。相關(guān)成果發(fā)布于《微尺度》。
這種離子型傳感器以貴金屬材料或者石墨烯材料作為電極材料，以離子液體作為電解質(zhì)。在受到力學(xué)形變作用下，其內(nèi)部可移動(dòng)離子會(huì)發(fā)生定向移動(dòng)，由于離子液體中陰陽離子的移動(dòng)速度不同，導(dǎo)致兩側(cè)電極上離子的非平衡分布，從而產(chǎn)生電壓輸出。與傳統(tǒng)的壓電特性相類比，這種通過離子運(yùn)動(dòng)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的特性被稱之為離子壓電效應(yīng)。與電阻式以及電容式傳感器相比，該離子型傳感器無需外部電源，并且可以對(duì)力學(xué)變形的方向進(jìn)行識(shí)別。
該離子型無源傳感器可直接貼敷在人體皮膚或衣物上進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)大范圍不同方向的手腕運(yùn)動(dòng)、坐姿變化、劇烈運(yùn)動(dòng)前后的微弱脈搏波信號(hào)變化，以及手指觸摸運(yùn)動(dòng)等不同類型不同范圍的人體活動(dòng)，離子型傳感器都能實(shí)現(xiàn)良好的監(jiān)測(cè)和分辨。
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