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柔性自驱动可穿戴传感系统研究的突破和进展
时间:2022-04-13 01:32 点击次数:
本文摘要:【成果概述】近日,中国科学院半导体研究所超强晶格国家重点实验室沈国震课题组在Small上公开发表了综述性文章,总结了近年柔性可穿着传感及自驱动传感系统领域研究工作所获得的突破和进展,并对该领域未来的研究热点展开了预测与分析。论文根据用于功能的有所不同,将可穿着传感器分成可穿着触觉传感,还包括压阻型、电容型以及压电型;可穿着图像传感、生物传感、气体传感以及多功能传感构建等。为了提升传感器性能,减少器件功耗以更佳的给定自驱动系统,研究人员做到了许多开创性的研究工作。

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【成果概述】近日,中国科学院半导体研究所超强晶格国家重点实验室沈国震课题组在Small上公开发表了综述性文章,总结了近年柔性可穿着传感及自驱动传感系统领域研究工作所获得的突破和进展,并对该领域未来的研究热点展开了预测与分析。论文根据用于功能的有所不同,将可穿着传感器分成可穿着触觉传感,还包括压阻型、电容型以及压电型;可穿着图像传感、生物传感、气体传感以及多功能传感构建等。为了提升传感器性能,减少器件功耗以更佳的给定自驱动系统,研究人员做到了许多开创性的研究工作。

【图文简介】图1可穿着式传感器构成可穿着的自供电传感系统对于不断扩大可穿着电子设备的应用于至关重要图2设备示意图a)设备的插画b)血压波测量【研究内容】随着纳米技术的较慢发展,电子器件逐步向微型化、多功能化、低能耗方向发展。大量具备通讯、身体健康监控、环境监测等多功能柔性电子设备的经常出现,便利了人们的日常生活。

然而,构建为众多柔性电子器件持续、持久地供电,从而构成柔性可穿着自驱动传感系统是对现有供电技术的挑战。单个器件单元能耗较低至微瓦至毫瓦量级,但其数量可观且长年正处于工作状态,保持其长时间工作必须的电能总量十分极大;传统的电池也无法符合系统仅有柔性的市场需求,容许了柔性可穿着系统的应用于范围。柔性电源是构建可穿着自驱动传感系统的关键环节,具备倾斜、卷曲、剪切等功能的能源搜集及能源存储设备是柔性电源的适当要素。

融合纳米材料和新型纳米技术,研究需要与各种功能可穿着传感器件相匹配的柔性供电装置,构建自驱动传感系统长久、平稳地工作具备最重要的研究意义和应用于价值。近年来,中国科学院半导体研究所超强晶格国家重点实验室沈国震课题组,在可穿着自驱动传感系统领域获得了一系列进展。研究探究了目前应用于在自驱动系统中的能源器件:(1)能量搜集器件,主要基于压电及摩擦发电、热电以及太阳能电池等;(2)能源存储器件,还包括锂电池以及超级电容器;对构建能量搜集、存储以及传感应用于的一体化可穿着自驱动传感系统的设计与发展阐释了意见。

研究或对可穿着集成系统领域感兴趣的研究学者起着一定的引导起到。研究工作获得了国家自然科学基金、北京市自然科学基金以及中科院前沿科学重点研究项目等的反对。

涉及研究成果公开发表在Small上。


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