【印度理工學(xué)院:研發(fā)TPU/石墨烯應(yīng)變傳感器，用于監(jiān)測(cè)人體運(yùn)動(dòng)】

在護(hù)理點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域，開(kāi)發(fā)一種能夠讀出無(wú)串?dāng)_信號(hào)同時(shí)確定各種活動(dòng)生理參數(shù)的傳感器是很有要求的。雖然有一些非柔性傳感器的例子，但對(duì)此類(lèi)傳感器產(chǎn)生的電子廢物的管理至關(guān)重要。大多數(shù)這種可用的傳感器在形狀上是剛性的，因此由于其與人類(lèi)皮膚的不一致性而限制了其在醫(yī)療保健監(jiān)測(cè)中的可用性。結(jié)合這些方面，開(kāi)發(fā)用于監(jiān)測(cè)人體運(yùn)動(dòng)和活動(dòng)參數(shù)的可回收無(wú)串?dāng)_柔性傳感器的研究還很少。

印度理工學(xué)院Kinsuk Naskar、Titash Mondal等研究人員在《ACS Appl. Mater. Interfaces》期刊發(fā)表名為“Cross-Talk Signal Free Recyclable Thermoplastic Polyurethane/Graphene-Based Strain and Pressure Sensor for Monitoring Human Motions"的論文，研究報(bào)告了一種可回收的柔性傳感器的開(kāi)發(fā)，該傳感器可以為檢測(cè)應(yīng)變和壓力的微小變化提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。所開(kāi)發(fā)的傳感器可以由于應(yīng)變和壓力而單獨(dú)產(chǎn)生的信號(hào)。

因此，它可以提供無(wú)串?dāng)_的輸出。選擇熱塑性聚氨酯和石墨烯作為模型體系。熱塑性聚氨酯/石墨烯傳感器在0–99%應(yīng)變下的拉伸應(yīng)變靈敏度為GF?3.375，在100–150%應(yīng)變下的張力應(yīng)變靈敏度為10.551，壓力靈敏度為?0.25 kPa–1。我們證明了應(yīng)變傳感器在監(jiān)測(cè)各種人體運(yùn)動(dòng)方面的適用性，從非常小的眨眼應(yīng)變到具有明確峰值的肘部彎曲的大應(yīng)變，以及165ms的非常快的響應(yīng)和恢復(fù)時(shí)間。接收到的信號(hào)大多是無(wú)電滯回的。為了確認(rèn)可回收性，開(kāi)發(fā)的傳感器被回收了三次。在不影響傳感能力的情況下，通過(guò)回收注意到靈敏度的邊際下降。這些發(fā)現(xiàn)有望為開(kāi)發(fā)碳足跡更小的柔性傳感器開(kāi)辟一條新途徑。

開(kāi)發(fā)了一種可回收、高拉伸、柔性和靈敏的TPU/石墨烯納米復(fù)合傳感器，通過(guò)一種易于制造的方法，對(duì)拉伸應(yīng)變、彎曲應(yīng)變和壓力表現(xiàn)出優(yōu)異的靈敏度。這種多靈敏度的高靈活性使傳感器能夠安裝在人體上，并以非常高的可靠性和可重復(fù)性監(jiān)測(cè)人體運(yùn)動(dòng)。該傳感器具有的能力，可以地破譯大小應(yīng)變。回收最多三次，不僅保持了適度良好的拉伸和壓力敏感性。回收的TPU/石墨烯菌株展示了其監(jiān)測(cè)各種生理參數(shù)的能力，如眨眼、手指彎曲和壓力。這些發(fā)現(xiàn)為使用所開(kāi)發(fā)的TPU/石墨烯納米復(fù)合傳感器跟蹤人類(lèi)健康、運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)和人機(jī)交互提供了光明的前景。這證實(shí)了所開(kāi)發(fā)的TPU/石墨烯傳感器將有助于建立一種更好的可持續(xù)技術(shù)，這反過(guò)來(lái)又有助于用更少的電子廢物保持我們的星球更美麗、更環(huán)保。

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