用于人体信号监测的多功能热电织物:高拉伸、反应灵敏、高透气性

MEMS 2024-03-03 00:02
柔性电子器件因其灵活性、舒适性、多功能性和高灵敏度而备受关注,集成了柔性电子元件的可穿戴传感系统被广泛用于实时监测人体信号和危险警报。然而,这些系统通常需要外部电源和频繁充电。开发从人体微环境中获取能量而非依赖外部电源的自供电传感系统是一项重大挑战。

近日,江南大学王强教授课题组制备了一种柔韧、反应灵敏、高拉伸性和高透气性的聚(3,4-乙撑二氧噻吩)/多壁碳纳米管(PEDOT/MWCNT)热电织物,可用于消防服绝缘层破损(温度)和消防员移动异常(应变)的双参数协同感应。

研究人员基于PEDOT和MWCNT出色的塞贝克效应,将PEDOT/MWCNT@PLF组装成自供电温度传感器,并在室温下进行了温度灵敏度测试。结果表明,即使经过1000次弯曲,该热电织物的电导率和塞贝克系数也仅有轻微下降,具有良好的可重复性和稳定性。基于灵敏、稳定的温度识别和连续自供电性能,当玻璃棒和手指接触该温度传感器时,分别出现了微弱的负信号和较强的正信号,温度传感器的响应时间仅为0.60 s。


基于热电效应的PEDOT/MWCNT@PLF温度传感测试

PEDOT/MWCNT@PLF传感器不仅对温度敏感,而且具有良好的机械性能和拉伸性,每个织物样品都能完成超过320%的应变,完全适合用于人体关节健康监测的智能可穿戴设备。而且,该应变传感器对于不同的手指弯曲角度(30°、45°、60°和90°)也会响应正相关的电信号,因此利用集成在手腕上的应变传感器可以分辨手腕弯曲的幅度。


PEDOT/MWCNT@PLF应变传感器的应变传感性能和人体运动监测

PEDOT/MWCNT@PLF具有灵敏的温度识别能力、良好的机械性能和拉伸性,因此被开发成一种自供电双参数传感器,具有健康异常和温度阈值警报功能。双模式传感器被集成到手腕、手指、膝盖和脚踝等身体关节处,以实时检测使用者的运动;集成到舒适层和隔热层之间,可以监测消防服的破损情况。一旦消防员在事故现场被困或受伤,或消防服隔热层的温度达到临界值,双参数传感将实时提醒消防员健康异常,并提醒基地工作人员及时实施救援,保护消防员的人身安全。

根据该传感器相对电阻可重复和有规律的变化,可以区分手腕、手指和脚踝的信号。如果信号相对较小,则说明消防员处于危险之中,需要立即得到支持和帮助。另一方面,当智能手套靠近火焰时,PEDOT/MWCNT@PLF的两端形成了体温与火焰温度之间的温差,因此该传感器可以快速响应热电压信号,离开高温环境后,热电压信号消失。当输出的热电压超过阈值时,提醒消防服已损坏,必须及时更换或降温,确保人身安全。


自供电传感器集成到消防服中的实际应用

相关研究成果以“Highly stretchable, sensitive, and multifunctional thermoelectric fabric for synergistic sensing systems of human signal monitoring”为题发表在Advanced Fiber Materials上。

延伸阅读:
《可穿戴技术及市场-2023版》
《可穿戴传感器技术及市场-2022版》
《机器人传感器技术及市场-2022版》
《电子皮肤贴片技术及市场-2022版》

MEMS 中国首家MEMS咨询服务平台——麦姆斯咨询(MEMS Consulting)
评论
  •         在上文中,我们介绍了IEEE 802.3cz[1]协议提出背景,旨在定义一套光纤以太网在车载领域的应用标准,并介绍了XMII以及PCS子层的相关机制,在本篇中,将围绕IEEE 802.3cz-MultiGBASE-AU物理层的两个可选功能进行介绍。EEE功能        节能以太网(Energy-Efficient Ethernet)是用于在网络空闲时降低设备功耗的功能,在802.3cz的定义中,链
    经纬恒润 2024-12-19 18:47 103浏览
  • 国产数字隔离器已成为现代电子产品中的关键部件,以增强的性能和可靠性取代了传统的光耦合器。这些隔离器广泛应用于医疗设备、汽车电子、工业自动化和其他需要强大信号隔离的领域。准确测试这些设备是确保其质量和性能的基本步骤。如何测试数字隔离器测试数字隔离器需要精度和正确的工具集来评估其在各种条件下的功能和性能。以下设备对于这项任务至关重要:示波器:用于可视化信号波形并测量时序特性,如传播延迟、上升时间和下降时间。允许验证输入输出信号的完整性。频谱分析仪:测量电磁干扰(EMI)和其他频域特性。有助于识别信号
    克里雅半导体科技 2024-12-20 16:35 213浏览
  • 光耦合器,也称为光隔离器,是用于电气隔离和信号传输的多功能组件。其应用之一是测量电路中的电压。本文介绍了如何利用光耦合器进行电压测量,阐明了其操作和实际用途。使用光耦合器进行电压测量的工作原理使用光耦合器进行电压测量依赖于其在通过光传输信号的同时隔离输入和输出电路的能力。该过程包括:连接到电压源光耦合器连接在电压源上。输入电压施加到光耦合器的LED,LED发出的光与施加的电压成比例。光电二极管响应LED发出的光由输出侧的光电二极管或光电晶体管检测。随着LED亮度的变化,光电二极管的电阻相应减小,
    腾恩科技-彭工 2024-12-20 16:31 226浏览
  • ALINX 正式发布 AMD Virtex UltraScale+ 系列 FPGA PCIe 3.0 综合开发平台 AXVU13P!这款搭载 AMD 16nm 工艺 XCVU13P 芯片的高性能开发验证平台,凭借卓越的计算能力和灵活的扩展性,专为应对复杂应用场景和高带宽需求而设计,助力技术开发者加速产品创新与部署。随着 5G、人工智能和高性能计算等领域的迅猛发展,各行业对计算能力、灵活性和高速数据传输的需求持续攀升。FPGA 凭借其高度可编程性和实时并行处理能力,已成为解决行业痛点的关
    ALINX 2024-12-20 17:44 228浏览
  • Supernode与艾迈斯欧司朗携手,通过Belago红外LED实现精准扫地机器人避障;得益于Belago出色的红外补光功能,使扫地机器人能够大大提升其识别物体的能力,实现精准避障;Belago点阵照明器采用迷你封装,兼容标准无铅回流工艺,适用于各种3D传感平台,包括移动设备、物联网设备和机器人。全球领先的光学解决方案供应商艾迈斯欧司朗(瑞士证券交易所股票代码:AMS)近日宣布,与国内领先的多行业三维视觉方案提供商超节点创新科技(Supernode)双方联合推出采用艾迈斯欧司朗先进Belago红
    艾迈斯欧司朗 2024-12-20 18:55 218浏览
  • 百佳泰特为您整理2024年12月各大Logo的最新规格信息。——————————USB▶ 百佳泰获授权进行 USB Active Cable 认证。▶ 所有符合 USB PD 3.2 标准的产品都有资格获得USB-IF 认证——————————Bluetooth®▶ Remote UPF Testing针对所有低功耗音频(LE Audio)和网格(Mesh)规范的远程互操作性测试已开放,蓝牙会员可使用该测试,这是随时测试产品的又一绝佳途径。——————————PCI Express▶ 2025年
    百佳泰测试实验室 2024-12-20 10:33 204浏览
  • 随着工业自动化和智能化的发展,电机控制系统正向更高精度、更快响应和更高稳定性的方向发展。高速光耦作为一种电气隔离与信号传输的核心器件,在现代电机控制中扮演着至关重要的角色。本文将详细介绍高速光耦在电机控制中的应用优势及其在实际工控系统中的重要性。高速光耦的基本原理及优势高速光耦是一种光电耦合器件,通过光信号传递电信号,实现输入输出端的电气隔离。这种隔离可以有效保护电路免受高压、电流浪涌等干扰。相比传统的光耦,高速光耦具备更快的响应速度,通常可以达到几百纳秒到几微秒级别的传输延迟。电气隔离:高速光
    晶台光耦 2024-12-20 10:18 230浏览
  • 光耦固态继电器(SSR)作为现代电子控制系统中不可或缺的关键组件,正逐步取代传统机械继电器。通过利用光耦合技术,SSR不仅能够提供更高的可靠性,还能适应更加复杂和严苛的应用环境。在本文中,我们将深入探讨光耦固态继电器的工作原理、优势、挑战以及未来发展趋势。光耦固态继电器:如何工作并打破传统继电器的局限?光耦固态继电器通过光电隔离技术,实现输入信号与负载之间的电气隔离。其工作原理包括三个关键步骤:光激活:LED接收输入电流并发出与其成比例的光信号。光传输:光电传感器(如光电二极管或光电晶体管)接收
    腾恩科技-彭工 2024-12-20 16:30 173浏览
  • //```c #include "..\..\comm\AI8051U.h"  // 包含头文件,定义了硬件寄存器和常量 #include "stdio.h"              // 标准输入输出库 #include "intrins.h"         &n
    丙丁先生 2024-12-20 10:18 137浏览
  • 耳机虽看似一个简单的设备,但不仅只是听音乐功能,它已经成为日常生活和专业领域中不可或缺的一部分。从个人娱乐到专业录音,再到公共和私人通讯,耳机的使用无处不在。使用高质量的耳机不仅可以提供优良的声音体验,还能在长时间使用中保护使用者听力健康。耳机产品的质量,除了验证产品是否符合法规标准,也能透过全面性的测试和认证过程,确保耳机在各方面:从音质到耐用性,再到用户舒适度,都能达到或超越行业标准。这不仅保护了消费者的投资,也提升了该公司在整个行业的产品质量和信誉!客户面临到的各种困难一家耳机制造商想要透
    百佳泰测试实验室 2024-12-20 10:37 282浏览
  •                                                窗        外       年底将近,空气变得格外寒冷,估计这会儿北方已经是千里
    广州铁金刚 2024-12-23 11:49 185浏览
  • 汽车行业的变革正愈演愈烈,由交通工具到“第三生活空间”。业内逐渐凝聚共识:汽车的下半场在于智能化。而智能化的核心在于集成先进的传感器,以实现高等级的智能驾驶乃至自动驾驶,以及更个性、舒适、交互体验更优的智能座舱。毕马威中国《聚焦电动化下半场 智能座舱白皮书》数据指出,2026年中国智能座舱市场规模将达到2127亿元,5年复合增长率超过17%。2022年到2026年,智能座舱渗透率将从59%上升至82%。近日,在SENSOR CHINA与琻捷电子联合举办的“汽车传感系列交流会-智能传感专场”上,艾
    艾迈斯欧司朗 2024-12-20 19:45 324浏览
  •         不卖关子先说感受,真本书真是相见恨晚啊。字面意思,见到太晚了,我刚毕业或者刚做电子行业就应该接触到这本书的。我自己跌跌撞撞那么多年走了多少弯路,掉过多少坑,都是血泪史啊,要是提前能看到这本书很多弯路很多坑都是可以避免的,可惜这本书是今年出的,羡慕现在的年轻人能有这么丰富完善的资料可以学习,想当年我纯靠百度和论坛搜索、求助啊,连个正经师傅都没有,从软件安装到一步一布操作纯靠自己瞎摸索,然后就是搜索各种教程视频,说出来都是泪啊。  &
    DrouSherry 2024-12-19 20:00 190浏览
  • 汽车驾驶员监控系统又称DMS,是一种集中在车辆中的技术,用于实时跟踪和评估驾驶员状态及驾驶行为。随着汽车产业智能化转型,整合AI技术的DMS逐渐成为主流,AI模型通过大量数据进行持续训练,使得驾驶监控更加高效和精准。 驾驶员监测系统主要通过传感器、摄像头收集驾驶员的面部图像,定位头部姿势、人脸特征及行为特征,并通过各种异常驾驶行为检测模型运算来识别驾驶员的当前状态。如果出现任何异常驾驶行为(如疲劳,分心,抽烟,接打电话,无安全带等),将发出声音及视觉警报。此外,驾驶员的行为数据会被记录
    启扬ARM嵌入式 2024-12-20 09:14 119浏览
我要评论
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦