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南开团队研获可穿戴设备新材料拟用于人体健康监测


本文摘要:据中新社报道,记者27日从南开大学得知,该校药物化学生物学国家重点实验室刘遵峰、史林始队领导国内外多个科研队伍,开发了大应力电阻型突发事件传感器。

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据中新社报道,记者27日从南开大学得知,该校药物化学生物学国家重点实验室刘遵峰、史林始队领导国内外多个科研队伍,开发了大应力电阻型突发事件传感器。该传感器在电子皮肤、可穿戴电子设备、健康医疗监测、工业传感器等领域有很大的应用。近年来,高分子纳米自组装研究备受瞩目。

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高分子和纳米粒子可以自发构成稳定有序的结构,构成具有新奇电、光、热、力等功能和特性的自组装材料。高分子和纳米粒子的自组装不仅表现出非常丰富的形状,还表现出高分子自组装体的动态功能。电阻型突发事件传感器通过监测电阻测量形状的变化,具有非常简单、检测方便、功耗低的优点,可广泛应用于可穿戴设备和健康医疗监测领域。商业化的金属应变片作为传统电阻型突发事件传感器,其测量范围一般大于5%的应力,近不符合可穿戴设备的拒绝(人体皮肤仅次于应力达到50%以上)。

常用的阻力型突发事件传感器是将高分子弹性体与纳米导电粉混合制成复合材料。其原理是利用拉伸形变下导电粉末之间的认识插入,减少电阻。

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该方法敏感,但突发事件与电阻变化成正比关系困难,呼吁迟缓,无法作为正确的测量。基于以上问题,南开大学刘遵峰、史林开始团队制作了双层褶皱结构的电阻型突发事件传感器。

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通过切割高分子弹性体纤维,在高分子弹性体表面组装弹性体薄层和碳纳米管薄层,释放切割。利用释放剪切过程中的诱导,构筑了皱纹弹体层皱纹碳纳米管的双层皱纹结构,制作了大应力电阻型突发事件传感器。据介绍,这种双层皱纹结构在剪切下,皱纹之间的认识增大,皱纹之间的认识电阻减小,整个材料的电阻在大应力范围内(200%)随着突发事件的圆形线性减少。该传感器可用于监测人体运动、身体倾斜、人体排便等,表现出优异的性能。

该研究工作的论文《作为大应力的剪切和双层纤维偏移传感器的恢复》最近在材料领域国际权威期刊《先进设备功能材料》中公开,南开大学药物化学生物学国家重点实验室是论文的第一部分。


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