一个预先制定的策略使得高灵敏度的应变传感器能够用于肌肉强度评估
Han Fang1, Xin Huang1, Wei Guo1
1Flexible Electronics Research Center, State Key Laboratory of Digital Manufacturing Equipment and Technology, School of Mechanical Science and Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China.
ACS applied materials & interfaces
|November 21, 2024
概括
研究人员使用kirigami和预训练开发了一种高度敏感的可拉伸式应变传感器. 这种新的方法提高了灵敏度和线性,使身体运动和肌肉力量的准确监测能够用于医疗应用.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电子工程 电子工程
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 可伸缩电子产品需要高灵敏度和广泛的工作范围,同时实现这些要求具有挑战性.
- 使用纹或裂等微结构的现有方法提供有限的应变反应范围.
- 压电阻应变传感器对于监测机械变形至关重要.
研究的目的:
- 提出一个可调节和超灵敏的压电阻应变传感器.
- 为了利用可控的kirigami设计和预先训练的战略来提高性能.
- 为了使一般的可拉伸材料能够实现高灵敏度和线性.
主要方法:
- 使用可控制的kirigami设计来增强传感器灵敏度和结构稳定性.
- 实施了预先训练的策略,以扩大表面裂,确保连续的线性反应.
- 将该策略应用于各种软材料,用于多功能应变传感器制造.
主要成果:
- 实现超高灵敏度 (测量系数>1000) 在低应变范围内具有良好的线性.
- 对于识别身体运动和不同的手握负荷,表现出增强的灵敏度和符合性.
- 获得了适合肌肉力量评估的高振幅,可识别的信号波形.
结论:
- 预训练的kirigami策略克服了高灵敏度应变传感器的材料和制造限制.
- 这种方法对各种软材料具有普遍适用性,使得多功能传感器的开发成为可能.
- 在医疗监测和康复中具有很大的应用潜力.


