电子皮肤健康跟踪;超弹性电子皮肤;能量采集尼龙。
电子皮肤健康跟踪
科罗拉多博尔德大学的研究人员开发了一个有弹性的电子“皮肤”可以执行任务的可穿戴的健身设备,如跟踪体温、心率和运动模式。
“智能手表在功能上是不错,但他们总是一大块的金属乐队,“(音译)说,铜的化学教授博尔德。“如果我们想要一个真正可穿戴设备,理想情况下,这将是一个薄膜,可以轻松放入你的身体。”
电子皮肤,丝网印刷是用来创建一个液态金属电线网络,这是夹在两个薄膜制成的polyimine高度灵活和自修复材料。
团队说产生的设备是一个厚只是一个小小的创可贴,可以应用于皮肤与热量。它还可以在任何方向拉伸60%没有破坏里面的电子产品。“很有弹性的,这使得很多之前没有一个选项的可能性,“肖建亮说,机械工程学系的副教授铜博尔德。
用户符合一个“电子皮肤”设备到手腕。(来源:施Chuanqian /铜博尔德)
设备是可重构,可以适应任何一个身体。“如果你想穿这像一个手表,你可以把它戴在你的手腕上,”肖说道。“如果你想穿这件像一个项链,你可以把它放在你的脖子。”
电子皮肤自愈。如果是切片,捏碎区域在一起几分钟允许债券持有polyimine一起改革。“这些债券将有助于形成一个网络。然后他们开始一起成长,”张说。“这是类似于皮肤愈合,但是我们谈论共价化学键在这里。”
它也很容易回收。在一个解决方案,通过将一个设备polyimine将解聚,分离成它的组成分子,而电子元件沉到底。电子和弹性材料可以被重用。
有更多的工作要做在commercializable之前,然而。目前,设备仍然需要被连接到一个外部电源。“我们还没有意识到所有这些复杂的功能,”肖说道。“但我们迈进,设备功能”。
超弹性电子皮肤
研究人员在一个不同的电子皮肤,阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)和加州大学洛杉矶分校)开发了一个用极端的拉伸性能够变形的28倍其原始大小,将传感器功能。
“理想的电子皮肤会模仿人类皮肤的许多自然功能,如感应温度和联系,准确、实时、“一尘Cai说,KAUST博士后研究员。“电子皮肤的风景一直以惊人的速度改变。二维传感器的出现加速了努力集成这些自动薄,机械功能强大的材料,耐用的人工皮。”
关键层之间的团队创造一个良好的连接的设备,使更高的灵敏度,同时保持耐用性和灵活性。水凝胶的电子皮肤由钢筋与二氧化硅纳米粒子一个强大和弹性衬底和2 d碳化钛MXene传感层,与高导电纳米线绑在一起。
“水凝胶是超过70%的水,非常符合人体皮肤组织,”杰沈说,KAUST博士后研究员。通过预拉伸水凝胶在四面八方,应用一层纳米线,然后仔细控制其释放,研究人员制造了导电通路的传感器层完好无损,即使材料延伸到28倍原来的大小。
团队说,原型电子皮肤可以感觉到对象从20厘米,响应刺激不到十分之一秒,当作为一个压力传感器,可以区分的笔迹写在其上。它在5000年之后继续工作变形,恢复在每次约四分之一秒。“这是一个惊人的成就对于一个电子皮肤保持韧性重复使用后,“沈说”,模仿人体皮肤的弹性和快速复苏。”
“电子皮肤的广泛使用剩余的障碍在于扩大高分辨率传感器,”文森特东,KAUST组长,“然而,激光辅助添加剂制造提供了新的承诺。”
能量采集尼龙
大学的研究人员浴,马克斯·普朗克聚合物研究所和大学的Coimbra的创建压电尼龙纤维可以织进衣物从日常运动获取能量。
尼龙是压电材料,变形时生成一个电荷。如果纳入一个服装,动作像摆动武器足以扭曲了织物。
“有不断增长的需求为智能、电子纺织品,但发现廉价且容易获得的纤维的电子材料,适用于现代服装纺织行业是一个挑战,”Kamal Asadi称,从物理系教授浴。“压电材料做出好的候选人从机械振动能量收集,如身体运动,但大多数这些材料是陶瓷和含铅,这是有毒的,使他们的集成在可穿戴电子产品或衣服的挑战。”
然而,需要在一个特定的尼龙成为压电晶体形式,和处理尼龙的方式保留了其压电性能是一个挑战。建立的方法用于创建这些尼龙晶体融化,迅速冷却,然后拉伸尼龙。然而,这个过程会导致厚板(被称为“电影”)压电但不适合的衣服。尼龙需要拉伸线织成的衣服,或薄膜用于可穿戴电子产品。
相反,研究人员将尼龙粉末溶解在酸与丙酮混合溶剂而不是融化它。最后,从最终产品酸提取。“债券丙酮酸分子非常强烈,所以当丙酮蒸发从尼龙的解决方案,这需要酸。你留下的是尼龙的压电晶体相。下一步是把尼龙纱线,然后将其集成到面料,“Asadi说。
研究者使用服装设想这种织物制成的连接到一个电池,充电整个穿着,可以连接到手机或权力可穿戴传感器。
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