【摘 要】
:
柔性可穿戴器件在人体健康诊疗系统、人机交互、智能家居等领域表现出了巨大的应用前景,目前已经得到了广泛的开发,包括多功能的晶体管、二极管、传感器、超级电容器、摩擦纳米发电机等电子元器件及其集成模块。电子织物作为可穿戴器件家族的一个组成,其继承了织物独特的纤维聚集体结构,不仅表现出优异的可穿戴性,包括可共形性、柔性、可拉伸性、可呼吸性、可缝制、舒适保暖等,亦表现出优异的器件性能。然而这种结构不利于电活
【机 构】
:
中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所)
【出 处】
:
中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所)
论文部分内容阅读
柔性可穿戴器件在人体健康诊疗系统、人机交互、智能家居等领域表现出了巨大的应用前景,目前已经得到了广泛的开发,包括多功能的晶体管、二极管、传感器、超级电容器、摩擦纳米发电机等电子元器件及其集成模块。电子织物作为可穿戴器件家族的一个组成,其继承了织物独特的纤维聚集体结构,不仅表现出优异的可穿戴性,包括可共形性、柔性、可拉伸性、可呼吸性、可缝制、舒适保暖等,亦表现出优异的器件性能。然而这种结构不利于电活性材料的高效负载,并使得相关的织物器件易受外界液体的入侵。并且常用化学稳定的电活性材料与织物纤维间弱的相互作用力,也使电子织物表现出差的机械稳定性。为此,本文通过一系列递进的制备策略,最终构筑了一种多功能的复合涂层,制得了一个高灵敏、机械稳定、超疏液三重性能协同的多功能织物基压力传感器,并将探索了其在健康监测、人机交互、以及机器训练等多个领域的应用潜能。主要工作内容如下:(1)通过在织物两侧构筑不对称分布的碳管,制得了一个高灵敏的压力传感器。该传感器可以实时、稳定、快速地输出手指弯曲的信号,为推动手势在人机交互技术领域的应用提供了新的内涵。(2)在织物表面构筑碳管/聚吡咯复合物,获得了具有超高灵敏度、机械稳定性的传感器,为实现织物传感器长期、可重复的使用提供了新思路。并且,其能实现对人体脉搏的精确检测,基于此的传感阵列亦可有效分辨应力在二维、三维空间上的分布,展示了其在个性化健康监测、人机交互等领域的应用潜能。(3)聚多巴胺被引入到碳管/聚吡咯复合物体系中,以实现低表面能的化学组分的接枝。基于该电子织物的传感器表现出了超疏液、机械稳定、以及高灵敏度三重性能的协同。该电子织物在多次机洗以及胶带磨损试验中均能保持其高灵敏及超疏液的性能,并能在水、汗液环境中实现人机交互、机器学习等应用,展示了电子织物传感器在复杂应用环境中可长期、有效、重复使用的潜能。
其他文献
为加快推进高等职业教育中大数据与会计专业的发展,真正实现产教融合、校企合作,校企共建会计现代产业学院已经成为一条必经之路。通过会计现代产业学院的建设可以推动职业院校会计人才培养供给侧与产业需求侧紧密对接,为社会造就大批企业需要的"大数据管理会计人才",为提高产业竞争力和汇聚发展新动能提供人才支持和智力支撑。
特殊润湿性表面在自清洁和油水分离领域受到了越来越多的关注和研究。除了水和固体污染物以外,对于油污类污染物的自清洁性能也是一个重要的方面,超亲水-水下超疏油表面的自清洁性能只能通过提前润湿或者在水下使用实现,而在空气中被油污污染后的自清洁性能等有助于我们提高对自清洁过程的理解;传统的吸油材料的后处理过程很难实现材料的完全再生,容易造成二次污染,通过一种简单易行的方法制备能够实现吸油-脱油过程的可再生
随着航天事业的飞速发展,能实现航天器姿态控制的多自由度运动电机的研究愈发受到关注。要实现航天器敏捷及精准的姿态控制,多自由度运动电机必须具备高转矩密度、低摩擦转矩、高转速、多自由度转速可控等特点。相较于其他几种多自由度运动电机,感应式球形电机在应用实现上具有较大的优势。但是由于其本身具有高度非线性及强耦合性,采用传统的电机建模及电机参数优化方法,在计算时间上无法满足多次迭代优化设计的要求。另外,采
斯格明子是拥有拓扑保护的准粒子,它可以由四种磁性相互作用之一导致:(i)Dzyaloshinskii-Moriya相互作用(DMI);(ii)磁性偶极相互作用;(iii)阻挫相互作用;(iv)四自旋相互作用。多种相互作用经常同时出现。斯格明子尺寸小、稳定性高及退订扎电流强度小的特点引起了广泛关注。这些特性来自斯格明子的特殊拓扑属性,它可以作为比特存储和处理计算机里面的信息,因此有望在未来自旋电子器
磁性材料在我们的生活中有很多的用途,在纳米级别上可以应用于药物传输和高密度信息存储设备上,在宏观上可以应用于电动机和风力涡轮机。六角CaCu5晶体结构的SmCo5磁体有最高的磁晶各向异性(≥1×108 erg/cm3)和居里温度(1020K),这性质使其专门应用于高密度记录介质和永磁体上。高的各向异性场可以抵制热运动以助于稳定磁性。由于化学方法制备磁性纳米颗粒难以控制颗粒大小以及颗粒的纯度,所以物
在人工智能技术领域,基于冯·诺依曼架构的人工神经网络由于存在物理上的局限性而面临诸多应用上的壁垒。为打破这一架构的束缚,以电子器件来模拟生物系统中的突触和神经元,从而构建出神经形态计算系统是一种合适的解决方案。人工突触器件是构建神经形态计算系统的核心元件之一,其主要功能是模拟生物突触表现出的各种突触可塑性,例如短程抑制特性(STD)和短程易化特性(STF)等。这些突触特性可以运用忆阻器、晶体管等基
癌症是威胁生命的疾病,在世界范围内造成男性和女性死亡的主要原因。诸如放射疗法,化学疗法和外科手术的传统疗法有许多缺点,并会对健康的细胞/组织造成附带损害。光疗治疗机制,尤其是光热疗法(PTT)是最有前途的治疗方法。光热疗法具有消除传统疗法方法的局限性和后遗症的强大能力。确实,治疗诊断学的主要优点是能够将多种功能结合到一种试剂中,该功能可用于成像和治疗。磁性纳米颗粒/纳米杂化物因其多样化的生物医学应
近年来,医学图像的自动分析的研究已经引起了广泛的关注,吸引了来自计算机、物理、材料和数学等领域的许多海内外学者。并且现有的自动诊断算法在磁共振成像(MRI)、计算机断层扫描(CT)、超声、光学相干断层扫描(OCT)等不同医学呈像模态上也有了广泛的应用。然而伴随着人工智能领域的飞速发展、医疗图像模态的增长和医学临床标记数据量少等情况,新的挑战也不断产生。例如:医学图像良好标记的稀缺性导致可用于训练人
图像超分辨率重建是图像处理技术中的一个重要领域,也是目前计算机视觉热点研究方向之一。其技术核心是从一幅或多幅低分辨率图像重建出高分辨率图像。在大多数计算机视觉处理任务中,通常需要高分辨率图像用于其后续的图像处理、分析和理解。在安防监控领域中,由于视频图像压缩率较高,如何改善图像的质量显得尤为重要。但是,由于受到图像采集设备和环境的影响,采集到的图像数据不能满足计算机视觉任务对图像分辨率的要求,常规
随着人类对海洋资源的开发,海洋摩擦学逐渐兴起。海洋中的摩擦环境极其复杂,不仅存在腐蚀介质的渗透,还面临海水冲击、深海高压等各种问题,海洋装备的摩擦防护成为巨大挑战。开发海洋环境中应用的耐磨防护涂层对海洋资源的开发具有重要意义。环氧树脂(EP)因具有优异的粘接性能、化学稳定性以及简单的施工工艺而被广泛应用于海洋环境的腐蚀防护。然而EP力学性能较差,对EP的增强改性是提升其摩擦防护性能的主要手段。氮化