【摘 要】
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人体皮肤是一个综合的感觉受体网络,可将机械和热刺激信息传递给大脑,使我们能够有效地感知周围的环境活动。在过去的几十年中,许多研究者致力于提高人造皮肤的机械刺激和热传感响应能力,重点是开发响应多种刺激的多功能材料或将各种感觉单元排列集成到混合系统中。这些刺激信号经常被融合,从而阻碍了它们在温度和压力实时监测中的应用,因此需要通过后续的信号分离算法或计算加以区分。针对该问题,本论文通过结合光学和电学两
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人体皮肤是一个综合的感觉受体网络,可将机械和热刺激信息传递给大脑,使我们能够有效地感知周围的环境活动。在过去的几十年中,许多研究者致力于提高人造皮肤的机械刺激和热传感响应能力,重点是开发响应多种刺激的多功能材料或将各种感觉单元排列集成到混合系统中。这些刺激信号经常被融合,从而阻碍了它们在温度和压力实时监测中的应用,因此需要通过后续的信号分离算法或计算加以区分。针对该问题,本论文通过结合光学和电学两种不同的传感机制,展示了一种没有信号串扰的压力-温度双模态触觉传感器,实现压力、温度的同时和独立传感,为人工智能、物联网和医疗保健系统等领域提供了应用参考,具有明显的创新性。本论文的研究工作主要是以下几个方面:一、力致发光材料的单模压力传感开发了一种高性能的力致发光混合材料（Zn S-Ca Zn OS）,实现了压力传感和视觉成像。通过将力致发光材料分散于载体材料中制备可视化压力传感层,并施力诱导力致发光材料发光,其结果显示Zn S-Ca Zn OS具有优异的压电/摩擦视觉识别,其视觉分辨率高,量程宽,发光强度随力的增大而增强,发光现象可以随施加力循环而往复发生,光亮在黑暗或自然光环境下清晰可见。二、PEDOT:PSS（聚（3,4-亚乙二氧基噻吩）-聚（苯乙烯磺酸））的单模热传感基于PEDOT:PSS因其良好的电气和机械性能制造了温度传感器。通过将PEDOT:PSS膜层搭载在叉指Cu电极上形成温度传感层,其中PEDOT:PSS的载流子迁移率随着温度升高而增加,电阻（Y）与温度（X）的关系可以用三次方程进行校准:Y=1177.37675-25.97355X+0.44683X~2-0.0028X~3。温度传感层在多次循环加热（50℃）和冷却（25℃）后的依然保持稳定,表示温度传感器具有良好的持久运行性。三、双模态压力-温度触觉传感基于压电/摩擦光子和热阻联合效应设计并研制出光电融合的双模触觉传感器,进一步研究了双模触觉传感器对压力和温度的同时和独立传感。其中双模传感器在压力和温度不断变化的刺激下,光电传感信号保持一致,证明了双模态传感器无干扰传感能力。四、人机交互应用系统基于双模传感器件的信号自分化和光-发射特性,开发出具有远程交互和监控功能的主动用户交互系统以及无线健康检测系统,激发了致力于由多种异构机制组成的多模态传感器的学者扩展传感模式和应用。
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在气候变暖导致珊瑚大面积白化、全球珊瑚礁生态系统快速退化的背景下,相对高纬度海域被认为是珊瑚潜在的避难所,因为该海域的夏季高温一般没有超过珊瑚生长的温度上限。在此背景下,重建相对高纬度海域珊瑚礁的发育过程,对于了解该海域珊瑚对过去气候的响应以及评估珊瑚礁的发育趋势等具有重要科学意义,但迄今关于相对高纬度珊瑚礁发育过程的研究还很少。北部湾涠洲岛位于热带北缘,属于相对高纬度的珊瑚礁。本文围绕相对高纬度
第三代半导体材料Ga N、In N、Al N等III族氮化物及其合金在现代光电器件中有着广泛的应用。但在传统的c面AlXGa1-XN材料中,由于生长方向与材料的极化方向平行,使其存在强烈的自发极化场,阻碍了器件的发光性能。为了解决这个问题,其中一种方法是生长出具有非极性的a面AlXGa1-XN,但因衬底与外延生长材料存在较大的晶格失配和热失配,高质量的a面AlXGa1-XN生长困难,限制着其实际应
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第五代移动通信技术（5G）的高速发展,推动了物联网（Io T）的全面建设,人类与电子设备之间的关系变得密不可分。其中,传感器网络的开发构建,作为技术革新的核心推动力,打破了现实世界和虚拟世界的壁垒,搭起了人机交互的桥梁。然而,丰富的人机界面（HMI）系统,虽满足了人们的美好生活需求,也不可避免地产生了惊人的耗电量和天价维护费用。因此,开发新型的自驱动传感器用于人机界面是十分必要的,它既能摆脱对电池
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