【5A文】柔性电子传感器详解

合集下载

柔性传感技术概述

柔性传感技术概述

柔性传感技术概述柔性传感技术是一种新兴的技术领域,将传感器技术与柔性电子技术相结合,开创了新的传感器应用方向。

柔性传感技术可以用于测量和检测各种环境和生物参数。

相比传统刚性传感器,柔性传感器具有优势,如可弯曲、可拉伸、可卷曲、可贴合等特点,适用于多种复杂应用场景,如人体穿戴监测、智能医疗、机器人感知、智能家居等。

柔性传感技术的发展主要受到两个因素的驱动。

首先,柔性电子技术的快速发展为柔性传感器的制造提供了可行性。

传统刚性传感器主要通过硅片等刚性材料制造,限制了传感器的形状和应用范围。

而柔性传感器采用柔性基底材料制造,并使用柔性电子技术将电子元器件集成在其中,使得传感器可以具备柔性和可变形的特性。

其次,柔性传感技术对于一些特殊场景和应用需求具有重要意义。

例如,对于病人的身体状态监测,传统监测设备体积庞大且使用不便,而柔性传感器可以与人体表面紧密贴合,实时监测身体参数,并且具备舒适性和便携性。

此外,在机器人领域,柔性传感器可以用于感知机器人的外界环境和接触物体的力度,提高机器人的感知能力和工作效率。

柔性传感技术的核心就是柔性传感器的制造。

柔性传感器可以采用多种材料制造,如聚合物、纳米材料和金属薄膜等。

这些材料具有柔软性和可延展性,可以适应不同形状和变形。

同时,柔性传感器的制造过程也采用了多种新技术,如印刷、溶胶喷射和薄膜沉积等,这些制造方法能够在柔性基底上直接制造传感器元件,实现大规模制造和低成本生产。

柔性传感器的工作原理多种多样,包括电容、电阻、压电效应和光学等。

通过改变柔性传感器的形状、结构或材料特性,可以实现不同参数的测量和检测。

例如,压电效应可以将外力转变为电信号,用于测量压力、应变和力度。

而电容传感器则通过测量电容的变化来检测物体的距离和形状。

柔性传感器还可以与其他电子元器件相结合,形成多传感器网络,实现多参数的测量和信息处理。

柔性传感技术在医疗健康、智能穿戴和智能家居等领域有着广阔的应用前景。

柔性电子传感器详解

柔性电子传感器详解

柔性电子传感器详解目前,许多智能化的检测设备已经大量地采用了各种各样的传感器,其应用早已渗透到诸如工业生产、海洋探测、环境保护、医学诊断、生物工程、宇宙开发、智能家居等方方面面。

随着信息时代的应用需求越来越高,对被测量信息的范围、精度和稳定情况等各性能参数的期望值和理想化要求逐步提高。

针对特殊环境与特殊信号下气体、压力、湿度的测量需求,对普通传感器提出了新的挑战。

面对越来越多的特殊信号和特殊环境,新型传感器技术已向以下趋势发展:开发新材料、新工艺和开发新型传感器;实现传感器的集成化和智能化;实现传感技术硬件系统与元器件的微小型化;与其它学科的交叉整合的传感器。

同时,希望传感器还能够具有透明、柔韧、延展、可自由弯曲甚至折叠、便于携带、可穿戴等特点。

随着柔性基质材料的发展,满足上述各类趋势特点的柔性传感器在此基础上应运而生。

柔性传感器的特点与分类1、柔性传感器的特点柔性材料是与刚性材料相对应的概念,一般,柔性材料具有柔软、低模量、易变形等属性。

常见的柔性材料有:聚乙烯醇( P V A ) 、聚酯( P E T ) 、聚酰亚胺( P I ) 、聚萘二甲酯乙二醇酯( P E N ) 、纸片、纺织材料等而柔性传感器则是指采用柔性材料制成的传感器,具有良好的柔韧性、延展性、甚至可自由弯曲甚至折叠,而且结构形式灵活多样,可根据测量条件的要求任意布置,能够非常方便地对复杂被测量进行检测。

新型柔性传感器在电子皮肤、医疗保健电子、电工、运动器材、纺织品、航天航空、环境监测等领域受到广泛应用。

2、柔性传感器的分类柔性传感器种类较多,分类方式也多样化。

按照用途分类,柔性传感器包括柔性压力传感器、柔性气体传感器、柔性湿度传感器、柔性温度传感器、柔性应变传感器、柔性磁阻抗传感器和柔性热流量传感器等;按照感知机理分类,柔性传感器包括柔性电阻式传感器、柔性电容式传感器、柔性压磁式传感器和柔性电感式传感器等。

柔性传感器的常用材料1、柔性基底为了满足柔性电子器件的要求,轻薄、透明、柔性和拉伸性好、绝缘耐腐蚀等性质成为了柔性基底的关键指标。

【5A文】柔性电子传感器详解

【5A文】柔性电子传感器详解

柔性电子传感器详解目前,许多智能化的检测设备已经大量地采用了各种各样的传感器,其应用早已渗透到诸如工业生产、海洋探测、环境保护、医学诊断、生物工程、宇宙开发、智能家居等方方面面。

随着信息时代的应用需求越来越高,对被测量信息的范围、精度和稳定情况等各性能参数的期望值和理想化要求逐步提高。

针对特殊环境与特殊信号下气体、压力、湿度的测量需求,对普通传感器提出了新的挑战。

面对越来越多的特殊信号和特殊环境,新型传感器技术已向以下趋势发展:开发新材料、新工艺和开发新型传感器;实现传感器的集成化和智能化;实现传感技术硬件系统与元器件的微小型化;与其它学科的交叉整合的传感器。

同时,希望传感器还能够具有透明、柔韧、延展、可自由弯曲甚至折叠、便于携带、可穿戴等特点。

随着柔性基质材料的发展,满足上述各类趋势特点的柔性传感器在此基础上应运而生。

柔性传感器的特点与分类1、柔性传感器的特点柔性材料是与刚性材料相对应的概念,一般,柔性材料具有柔软、低模量、易变形等属性。

常见的柔性材料有:聚乙烯醇(PVA)、聚酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚萘二甲酯乙二醇酯(PEN)、纸片、纺织材料等。

而柔性传感器则是指采用柔性材料制成的传感器,具有良好的柔韧性、延展性、甚至可自由弯曲甚至折叠,而且结构形式灵活多样,可根据测量条件的要求任意布置,能够非常方便地对复杂被测量进行检测。

新型柔性传感器在电子皮肤、医疗保健、电子、电工、运动器材、纺织品、航天航空、环境监测等领域受到广泛应用。

2、柔性传感器的分类柔性传感器种类较多,分类方式也多样化。

按照用途分类,柔性传感器包括柔性压力传感器、柔性气体传感器、柔性湿度传感器、柔性温度传感器、柔性应变传感器、柔性磁阻抗传感器和柔性热流量传感器等;按照感知机理分类,柔性传感器包括柔性电阻式传感器、柔性电容式传感器、柔性压磁式传感器和柔性电感式传感器等。

柔性传感器的常用材料1、柔性基底为了满足柔性电子器件的要求,轻薄、透明、柔性和拉伸性好、绝缘耐腐蚀等性质成为了柔性基底的关键指标。

柔性传感器的研究和应用

柔性传感器的研究和应用

柔性传感器的研究和应用第一章:介绍柔性传感器是一种使用弹性材料制作的传感器,由于其柔性、轻便、可重复性和高灵敏度等优点,已被广泛应用于医疗、健康管理、机器人技术等领域。

本文旨在详细介绍柔性传感器的研究和应用。

第二章:柔性传感器的研究柔性传感器的研究主要包括以下几个方面。

2.1 柔性传感器的材料弹性材料是制作柔性传感器的基本材料,根据应用的不同需要选择不同的材料。

目前最常用的材料有聚合物、橡胶和液体合金等。

这些材料不仅具有优异的柔性,而且具有良好的导电、记忆形状和自愈合等特性。

2.2 柔性传感器的制作工艺柔性传感器的制作工艺与传统传感器有很大的不同。

通常采用印刷电路板(PCB)技术、微加工技术和纳米技术等来制作柔性传感器。

这些制造工艺的应用,可以实现高分辨率、高精度、轻便、低成本,通过技术手段改善传感器的性能,提高传感器的可靠性和寿命。

2.3 柔性传感器的灵敏度传感器的灵敏度是评价柔性传感器的一个重要指标。

柔性传感器具有高灵敏度,可以对极小的形变、压力、温度等量进行检测和监测。

为了提高传感器的灵敏度,应关注传感器的材料和制作工艺。

2.4 柔性传感器的稳定性传感器的稳定性是评价柔性传感器的另一个重要指标。

柔性传感器应具有良好的稳定性,能够长时间保持其非常规形状和功能,保证其在多种条件下的可靠性和精度。

为了提高传感器的稳定性,应关注传感器的材料和制作工艺。

第三章:柔性传感器的应用柔性传感器的应用广泛,以下是几个主要应用领域的介绍。

3.1 医疗健康管理柔性传感器在医疗健康管理方面有广泛应用。

例如,可穿戴柔性传感器可以用来监测血压、心率、体温、呼吸、睡眠质量等健康信息,帮助人们实时了解自己的身体状况,并能及时预测相关疾病的发生和进展。

3.2 机器人技术柔性传感器在机器人技术方面也有应用。

例如,柔性传感器可以用来控制机器人的动作,并能够让机器人适应不同的环境,以便更好地执行任务。

3.3 汽车工业柔性传感器在汽车工业方面也有应用。

柔性传感器的原理及其应用前景

柔性传感器的原理及其应用前景

柔性传感器的原理及其应用前景柔性传感器是一种特殊设计的传感器,其可弯曲和扭转,能够检测和感知物体的形变、压力、拉力和扭转等。

柔性传感器由柔性材料制成,例如聚合物或薄膜,结构灵活、轻巧、可弯曲,并且能与多种材料相容。

这使得柔性传感器能够与人类和机器人一样感知周围环境,因此被广泛应用于健康管理、人机交互、身体运动监测、虚拟现实、机器人技术等领域。

柔性传感器的工作原理可以归纳为两大类:电阻性传感和电容性传感。

电阻性传感是根据柔性传感器内部材料的电阻变化来感知外力,可以通过改变电导性或电阻来测量压力或形变。

电容性传感是通过改变柔性传感器的电容值来感知外力,其工作原理是在弯曲或拉伸过程中,传感器内部电容值会发生变化,因此可以通过测量电容来检测和感知外力。

目前,柔性传感器在以下领域有着广泛的应用前景:1.健康管理:柔性传感器可以被应用于身体健康监测和医疗设备,例如测量和监测人体肌肉的运动和姿势,监测心率、呼吸和血氧含量等。

这些传感器可以被集成到可穿戴设备、智能绷带和床垫等设备中,为人们的健康管理提供实时数据。

2.人机交互:柔性传感器可以被应用于智能手套、智能鞋垫等设备中,实现与计算机或虚拟现实系统的交互。

通过监测手指的动作和脚底的压力,可以实现更直观的交互方式,例如手势控制和虚拟现实游戏。

3.机器人技术:柔性传感器可以被应用于机器人的感知系统中,实现智能抓取、物体识别和环境感知等功能。

柔性传感器可以给机器人提供更智能、精准的动作指导,提高机器人的操作准确性和安全性。

4.智能制造:柔性传感器可以被应用于自动化生产过程中,监测和控制机器人的力传感和路径规划。

这些传感器可以感知和调整机器人的力学变化,提高制造过程的质量和效率。

5.运动医学:柔性传感器可以被应用于体育训练和康复治疗中,实时监测运动员的动作和姿势。

通过收集和分析运动数据,可以为运动员提供个性化的训练和康复方案,并提高运动表现和预防运动损伤的效果。

总之,柔性传感器具有广泛的应用前景,在医疗、智能制造、人机交互、机器人技术和运动医学等领域都有着巨大的潜力。

《柔性压力传感器设计及其人体运动监测研究》范文

《柔性压力传感器设计及其人体运动监测研究》范文

《柔性压力传感器设计及其人体运动监测研究》篇一一、引言随着科技的进步和人们对健康监测的日益关注,柔性压力传感器因其良好的人体适应性、可穿戴性和灵敏度而成为研究的热点。

柔性压力传感器不仅可以应用于医疗健康、体育训练等领域的实时监测,还可用于人机交互、智能机器人等新兴领域。

本文将重点探讨柔性压力传感器的设计原理、制作方法及其在人体运动监测方面的应用研究。

二、柔性压力传感器设计原理与制作方法1. 设计原理柔性压力传感器主要依赖于材料的压阻效应和电容效应进行工作。

当传感器受到压力时,其电阻或电容值会发生变化,通过测量这一变化,可以推算出所受压力的大小。

此外,柔性材料的使用使得传感器能够适应各种弯曲和拉伸的形态,提高了其在实际应用中的适应性。

2. 制作方法(1)材料选择:选用导电性良好、机械性能强的柔性材料,如导电聚合物、纳米线等。

(2)工艺流程:通过光刻、喷墨打印等工艺将导电材料制成一定形状的图案,再与其他柔性基材进行复合,形成完整的传感器结构。

(3)性能测试:对制作好的传感器进行灵敏度、稳定性、耐久性等性能测试,确保其满足使用要求。

三、人体运动监测应用研究1. 运动监测原理通过在人体表面粘贴或穿戴柔性压力传感器,实时监测肌肉活动时产生的微小压力变化。

通过信号处理和数据分析,可以得出运动过程中的肌肉活动状态、运动强度等信息。

2. 实际应用场景(1)医疗健康:用于运动员的肌肉疲劳监测、运动员的康复训练等。

通过实时监测运动员的肌肉活动状态,为其提供科学的训练建议和康复方案。

(2)体育训练:用于运动员的动作分析、技术评估等。

通过分析运动员在训练过程中的动作数据,帮助教练员更好地了解运动员的技术特点和不足之处,从而制定针对性的训练计划。

(3)人机交互:将柔性压力传感器应用于智能手套、智能服装等可穿戴设备中,实现人与机器之间的自然交互。

例如,通过手势识别控制智能家居设备、与虚拟环境进行互动等。

四、结论与展望柔性压力传感器因其良好的人体适应性、可穿戴性和灵敏度在人体运动监测方面具有广阔的应用前景。

柔性传感器的设计与应用研究

柔性传感器的设计与应用研究

柔性传感器的设计与应用研究随着物联网技术的不断发展,智能硬件的市场需求也在迅速上升。

在智能硬件的发展中,传感器技术占据了非常重要的位置。

其中,柔性传感器作为一种新型传感器,在生物医学、机器人等领域有着广泛的应用前景。

本文将着重探讨柔性传感器的设计与应用研究。

一、柔性传感器概述柔性传感器是一种基于柔性材料的传感器,相比于传统的硬性传感器,柔性传感器生产成本低、体积小、重量轻、易于集成等优点。

由于传统的传感器一般采用刚性材料生产,故其在实用性、舒适性等方面存在一定的缺陷。

而随着柔性传感器的兴起,这些问题都得到了有效解决。

柔性传感器的生产材料多种多样,如聚合物、金属、纤维和碳纳米管等。

二、柔性传感器的设计柔性传感器的设计一般包括传感体的设计、电缆布线的设计,以及信号放大器和数据处理器的设计。

先从传感体的设计入手,柔性传感器的传感器体可通过打印、喷绘、薄膜等多种方法制备而成,其制备过程需要考虑材料的选择、制备方法的选择以及工艺参数等。

同时,在电缆布线的设计中,需要考虑布线方式合理性、插头型号、防潮性以及耐高温性能等。

而信号放大器和数据处理器的设计则是更加复杂的一部分,其设计需要考虑灵敏度、稳定度、可靠度以及功耗等相关因素。

三、柔性传感器的应用研究柔性传感器由于其优异性能和设计的灵活度,已经在多个领域中得到了广泛应用。

其中,机器人领域是柔性传感器应用最为广泛的领域之一。

柔性传感器可以用于肌肉传感器、手指传感器、压力传感器等方面,以帮助机器人更快速、更精确地感知环境并进行各种操作。

此外,在医学领域,柔性传感器也有较为重要的应用,如心电图传感器、荧光光谱传感器、智能手环传感器等。

这些医疗传感器能够实时监控各种身体数据,提醒用户及时调整自身健康状况。

四、柔性传感器未来发展方向随着人们对智能硬件的需求越来越高,柔性传感器也将向更加智能化和集成化的方向发展。

未来,柔性传感器不仅可以广泛应用于机器人、医疗等领域,还可以向智能家居、无人驾驶等领域延伸。

【参考版】柔性电子传感器详解

【参考版】柔性电子传感器详解

柔性电子传感器详解目前,许多智能化的检测设备已经大量地采用了各种各样的传感器,其应用早已渗透到诸如工业生产、海洋探测、环境保护、医学诊断、生物工程、宇宙开发、智能家居等方方面面。

随着信息时代的应用需求越来越高,对被测量信息的范围、精度和稳定情况等各性能参数的期望值和理想化要求逐步提高。

针对特殊环境与特殊信号下气体、压力、湿度的测量需求,对普通传感器提出了新的挑战。

面对越来越多的特殊信号和特殊环境,新型传感器技术已向以下趋势发展:开发新材料、新工艺和开发新型传感器;实现传感器的集成化和智能化;实现传感技术硬件系统与元器件的微小型化;与其它学科的交叉整合的传感器。

同时,希望传感器还能够具有透明、柔韧、延展、可自由弯曲甚至折叠、便于携带、可穿戴等特点。

随着柔性基质材料的发展,满足上述各类趋势特点的柔性传感器在此基础上应运而生。

柔性传感器的特点与分类1、柔性传感器的特点柔性材料是与刚性材料相对应的概念,一般,柔性材料具有柔软、低模量、易变形等属性。

常见的柔性材料有:聚乙烯醇( P V A ) 、聚酯 ( P E T ) 、聚酰亚胺 ( P I ) 、聚萘二甲酯乙二醇酯( P E N ) 、纸片、纺织材料等。

而柔性传感器则是指采用柔性材料制成的传感器,具有良好的柔韧性、延展性、甚至可自由弯曲甚至折叠,而且结构形式灵活多样,可根据测量条件的要求任意布置,能够非常方便地对复杂被测量进行检测。

新型柔性传感器在电子皮肤、医疗保健、电子、电工、运动器材、纺织品、航天航空、环境监测等领域受到广泛应用。

2、柔性传感器的分类柔性传感器种类较多,分类方式也多样化。

按照用途分类,柔性传感器包括柔性压力传感器、柔性气体传感器、柔性湿度传感器、柔性温度传感器、柔性应变传感器、柔性磁阻抗传感器和柔性热流量传感器等;按照感知机理分类,柔性传感器包括柔性电阻式传感器、柔性电容式传感器、柔性压磁式传感器和柔性电感式传感器等。

柔性传感器的常用材料1、柔性基底为了满足柔性电子器件的要求,轻薄、透明、柔性和拉伸性好、绝缘耐腐蚀等性质成为了柔性基底的关键指标。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

柔性电子传感器详解
目前,许多智能化的检测设备已经大量地采用了各种各样的传感器,其应用早已渗透到诸如工业生产、海洋探测、环境保护、医学诊断、生物工程、宇宙开发、智能家居等方方面面。

随着信息时代的应用需求越来越高,对被测量信息的范围、精度和稳定情况等各性能参数的期望值和理想化要求逐步提高。

针对特殊环境与特殊信号下气体、压力、湿度的测量需求,对普通传感器提出了新的挑战。

面对越来越多的特殊信号和特殊环境,新型传感器技术已向以下趋势发展:开发新材料、新工艺和开发新型传感器;实现传感器的集成化和智能化;实现传感技术硬件系统与元器件的微小型化;与其它学科的交叉整合的传感器。

同时,希望传感器还能够具有透明、柔韧、延展、可自由弯曲甚至折叠、便于携带、可穿戴等特点。

随着柔性基质材料的发展,满足上述各类趋势特点的柔性传感器在此基础上应运而生。

柔性传感器的特点与分类
1、柔性传感器的特点
柔性材料是与刚性材料相对应的概念,一般,柔性材料具有柔软、低模量、易变形等属性。

常见的柔性材料有:聚乙烯醇(PVA)、聚酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚萘二甲酯乙二醇酯(PEN)、纸片、纺织材料等。

而柔性传感器则是指采用柔性材料制成的传感器,具有良好的柔韧性、延展性、甚至可自由弯曲甚至折叠,而且结构形式灵活多样,可根据测量条件的要求任意布置,能够非常方便地对复杂被测量进行检测。

新型柔性传感器在电子皮肤、医疗保健、电子、电工、运动器材、纺织品、航天航空、环境监测等领域受到广泛应用。

2、柔性传感器的分类
柔性传感器种类较多,分类方式也多样化。

按照用途分类,柔性传感器包括柔性压力传感器、柔性气体传感器、柔性湿度传感器、柔性温度传感器、柔性应变传感器、柔性磁阻抗传感器和柔性热流量传感器等;
按照感知机理分类,柔性传感器包括柔性电阻式传感器、柔性电容式传感器、柔性压磁式传感器和柔性电感式传感器等。

柔性传感器的常用材料
1、柔性基底
为了满足柔性电子器件的要求,轻薄、透明、柔性和拉伸性好、绝缘耐腐蚀等性质成为了柔性基底的关键指标。

在众多柔性基底的选择中,聚二甲基硅氧烷(PDMS)成为了人们的首选。

它的优势包括方便易得、化学性质稳定、透明和热稳定性好等。

尤其在紫外光下粘附区和非粘附区分明的特性使其表面可以很容易的粘附电子材料。

很多柔性电子设备通过降低基底的厚度来获得显著的弯曲性;然而,这种方法局限于近乎平整的基底表面。

相比之下,可拉伸的电子设备可以完全粘附在复杂和凹凸不平的表面上。

目前,通常有两种策略来实现可穿戴传感器的拉伸性。

第一种方法是在柔性基底上直接键合低杨氏模量的薄导电材料。

第二种方法是使用本身可拉伸的导体组装器件。

通常是由导电物质混合到弹性基体中制备。

2、金属材料
金属材料一般为金银铜等导体材料,主要用于电极和导线。

对于现代印刷工艺而言,导电材料多选用导电纳米油墨,包括纳米颗粒和纳米线等。

金属的纳米粒子除了具有良好的导电性外,还可以烧结成薄膜或导线。

3、无机半导体材料
以ZnO和ZnS为代表的无机半导体材料由于其出色的压电特性,在可穿戴柔性电子传感器领域显示出了广阔的应用前景。

一种基于直接将机械能转换为光学信号的柔性压力传感器被开发出来。

这种矩阵利用了ZnS:Mn颗粒的力致发光性质。

力致发光的核心是压电效应引发的光子发射。

压电ZnS的电子能带在压力作用下产生压伏效应而产生倾斜,这样可以促进Mn2+的激发,接下来的去激发过程发射出黄光(580nm左右)。

一种快速响应(响应时间小于10ms)的传感器就是由这种力致发光转换过程所得到,通过自上而下的光刻工艺,其空间分辨率可达100μm。

这种传感器可以记录单点滑移的动态压力,其可以用于辨别签名者笔迹和通过实时获得发射强度曲线来扫描二维平面压力分布。

所有的这些特点使得无机半导体材料成为未来快速响应和高分辨压力传感器材料领域最有潜力的候选者之一。

4、有机材料
大规模压力传感器阵列对未来可穿戴传感器的发展非常重要。

基于压阻和电容信号机制的压力传感器存在信号串扰,导致了测量的不准确,这个问题成为发展可穿戴传感器最大的挑战之一。

由于晶体管完美的信号转换和放大性能,晶体管的使用为减少信号串扰提供了可能。

因此,在可穿戴传感器和人工智能领域的很多研究都是围绕如何获得大规模柔性压敏晶体管展开的。

典型的场效应晶体管是由源极、漏极、栅极、介电层和半导体层五部分构成。

根据多数载流子的类型可以分为p型(空穴)场效应晶体管和n型(电子)场效应晶
体管。

传统上用于场效应晶体管研究的p型聚合物材料主要是噻吩类聚合物,其中最为成功的例子便是聚(3-己基噻吩)(P3HT)体系。

萘四酰亚二胺(NDI)和苝四酰亚二胺(PDI)显示了良好的n型场效应性能,是研究最为广泛的n型半导体材料,被广泛应用于小分子n型场效应晶体管当中。

通常晶体管参数有载流子迁移率、运行电压和开/关电流比等。

与无机半导体结构相比,有机场效应晶体管(OFET)具有柔性高和制备成本低的优点,但也有载流子迁移率低和操作电压大的缺点。

5、碳材料
柔性可穿戴电子传感器常用的碳材料有碳纳米管和石墨烯等。

碳纳米管具有结晶度高、导电性好、比表面积大、微孔大小可通过合成工艺加以控制,比表面利用率可达100%的特点。

石墨烯具有轻薄透明,导电导热性好等特点。

在传感技术、移动通讯、信息技术和电动汽车等方面具有极其重要和广阔的应用前景。

在碳纳米管的应用上,利用多臂碳纳米管和银复合并通过印刷方式得到的导电聚合物传感器,在140%的拉伸下,导电性仍然高达20S•cm−1。

在碳纳米管和石墨烯的综合应用上,制备了可以高度拉伸的透明场效应晶体管,其结合了石墨烯/单壁碳纳米管电极和具有褶皱的无机介电层单壁碳纳米管网格通道。

由于存在褶皱的氧化铝介电层,在超过一千次20%幅度的拉伸-舒张循环下,没有漏极电流变化,显示出了很好的可持续性。

常见柔性传感器
1、柔性气体传感器
柔性气体传感器在电极表面布置对气体敏感的薄膜材料,其基底是柔性的,具备轻便、柔韧易弯曲,可大面积制作等特点,薄膜材料也具备更高的敏感性和相对简便的制作工艺而备受关注。

这很好地满足了特殊环境下气体传感器的便携、低功耗等需求,打破了以往气体传感器不易携带、测量范围不全面、量程小、成本高等不利因素,可对NH、NO、乙醇气体进行简单精确的检测,从而引起了人们的广泛关注。

2、柔性压力传感器
柔性压力传感器在智能服装、智能运动、机器人“皮肤”等方面有广泛运用。

聚偏氟乙烯、硅橡胶、聚酰亚胺等作为其基底材料已广泛用于柔性压力传感器的制作,它们有别于采用金属应变计的测力传感器和采用n型半导体芯片的扩散型普通压力传感器,具有较好的柔韧性、导电性及压阻特性。

3、柔性湿度传感器
湿度传感器主要有电阻式、电容式两大类。

湿敏电阻器特点是在基片上覆盖一层用感湿材料制成的膜,当空气中的水蒸汽吸附在感湿膜上时,元件的电阻率和电阻值都发生变化,利用这一特性即可测量湿度。

湿敏电容器一般是用高分子薄膜制成,常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亚胺、酪酸醋酸纤维等。

湿度传感器正从简单的湿敏元件向集成化、智能化、多参数检测的方向迅速发展,传统的干湿球湿度计或毛发湿度计已无法满足现代科发展的需要。

柔性湿度传感器以低成本、低能耗、易于制造和易集成到智能系统制造等优点已被广泛研究。

制作该类柔性湿度传感器的基底材料与其他柔性传感器类似,制造湿度敏感膜的方法也有很多,包括浸涂、旋转涂料、丝网印刷和喷墨印刷等。

柔性传感器结构形式灵活多样,可根据测量条件的要求任意布置,能够非常方便地对特殊环境与特殊信号进行精确快捷测量,解决了传感器的小型化、集成化、智能化发展问题,这些新型柔性传感器在电子皮肤、生物医药、可穿戴电子产品和航空航天中有重要作用。

但目前对于碳纳米管和石墨烯等用于柔性传感器的材料制备技术工艺水平还不成熟,也存在成本、适用范围、使用寿命等问题。

常用柔性基底存在不耐高温的缺点,导致柔性基底与薄膜材料间应力大、粘附力弱。

柔性传感器的组装、排列、集成和封装技术也还有待进一步提高。

相关文档
最新文档