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傳感新品
【中山大學(xué):在超結(jié)構(gòu)泡沫傳感器取得新進展,用于設(shè)計和構(gòu)建基于多樣的構(gòu)建單元的超結(jié)構(gòu)材料】 柔性壓阻型傳感器在電子皮膚、健康監(jiān)測和運動檢測等方面展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用價值。通常認為,壓阻型傳感器的壓力靈敏度與傳感元件孔壁之間的接觸數(shù)量和導(dǎo)電通路的形成密切相關(guān)。 然而,傳統(tǒng)壓阻型傳感器通常表現(xiàn)為正的泊松比特性,即在縱向壓縮時發(fā)生橫向膨脹。由橫向膨脹引起的孔壁面外彎曲行為會導(dǎo)致兩個孔壁之間的間距增加。于是,傳感器在單軸壓縮時產(chǎn)生的壓力靈敏度被橫向膨脹所抵消,這嚴重削弱了它的靈敏度。 有鑒于此,翟文濤教授團隊開發(fā)了一種新型的雙向匯聚定向冷凍鑄造技術(shù),以實現(xiàn)對泡沫內(nèi)部的拉脹結(jié)構(gòu)的可控構(gòu)筑。與傳統(tǒng)定向冷凍和隨機冷凍技術(shù)不同,這種新型的設(shè)計策略能夠?qū)崿F(xiàn)孔型和孔的方向的精確控制,從而賦予合成泡沫特殊的機械性能。所構(gòu)筑的泡沫表現(xiàn)出反常識的現(xiàn)象,因為其在受到縱向壓縮時在發(fā)生橫向收縮變形。 與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比,這種具有負泊松比的超結(jié)構(gòu)材料的橫向收縮引發(fā)孔壁的面內(nèi)彎曲,從而增加壁對壁接觸點的數(shù)量和導(dǎo)電通路的形成,有利于強化傳感器的靈敏度和傳感可靠性。 此外,負泊松比效應(yīng)顯著強化了傳感器的機械彈性和耐壓性,使其在大應(yīng)變反復(fù)壓縮的情況下也展現(xiàn)出優(yōu)異的傳感穩(wěn)定性。由其集成的傳感器可實現(xiàn)對壓力分布和運動員的步態(tài)的監(jiān)測。由于超結(jié)構(gòu)泡沫的負泊松比效應(yīng)主要來源于合成的微結(jié)構(gòu)而不是材料的成分,這種具有普遍適用性的技術(shù)可以被用于設(shè)計和構(gòu)建基于多樣的構(gòu)建單元的超結(jié)構(gòu)材料以滿足各種用途的需要。 來源:傳感器專家網(wǎng)
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