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传感器
摘要：高性能、低功耗至零功耗的压电传感器满足了小尺寸、低功耗柔性微电子系统日益增长的需求，在机器人与假肢、可穿戴设备、电子皮肤等领域有着广阔的应用前景。本文介绍了压电传感器的发展历程、应用场景和典型案例，总结了提高压电传感器性能的几种策略：（1）材料创新：从压电半导体材料、无机压电陶瓷材料、有机压电聚合物、纳米复合材料，到新兴的、有前景的分子铁电材料。（2）在压电材料表面设计微结构，增大压电材料在作用力下的接触面积。（3）在传统压电材料中添加化学元素、石墨烯等掺杂剂。（4）开发基于压电电子效应的压电晶体管。此外，还讨论了每种策略的原理、优缺点和挑战。此外，还预测了压电传感器的前景和发展方向。未来，电子传感器需要嵌入微电子系统中才能充分发挥作用。因此，本文最后提出了一种基于外围电路的提高压电传感器性能的策略。
声学超材料和有源压电声学超材料的最新进展——综述
声学超材料具有传统材料所不具备的异常反射和折射率，在工程应用中日益受到重视。这些人工结构可以实现多种新功能，例如负有效特性、非凡的波操控、增强的吸声和隔音、隐形、声波聚焦以及高效的能量收集。为了评估声学超材料领域的研究进展，我们采取了一种新颖的视角，追溯了从被动声学超材料到主动压电声学超材料的发展。本文总结了声学超材料的最新研究进展，第一部分描述了被动声学超材料，第二部分转向主动压电声学超材料和超表面。内容包括它们的一般定义、机制、分类、结构和潜在应用。最后，我们从实际工程的角度回顾了当前的技术挑战，并讨论了该领域的未来前景。
基于二苯丙氨酸的可降解压电纳米发电机，由聚乳酸聚合物辅助转移
生物相容性和可生物降解的能量收集器对于生物医学应用具有重要意义，它是一种不会对人体造成不良影响的替代能源。具有良好压电、介电和机械性能的内在生物相容性的二苯丙氨酸肽是很有前途的能量转换材料。在此，我们报道了一种可降解的压电纳米发电机 (PENG)，它基于嵌入二苯丙氨酸微棒阵列的独立聚乳酸薄膜。坚硬的聚乳酸聚合物可以从刚性硅基底上去除坚硬的微棒，并将外力均匀地传递给它们以进行能量转换。PENG 产生的最大输出电压为 1.78 V，功率密度为 1.56 W m − 3 。此外，该装置在 60 ℃ 下放置 25 天后在碱性溶液、酸性溶液和磷酸盐缓冲盐水溶液中完全溶解。可降解的 PENG 为给瞬态电子设备供电并减少设备对环境的影响提供了一种可行的解决方案。
自有权力的纳米结构压电丝作为新的耳蜗植入物的高级传感器
到2050年，预计全球超过6％的全球人口的25亿个人将受到听力损失的直接影响，这使其成为最普遍的残疾之一。[1]在听力障碍中，感觉神经听力损失（SNHL）现在影响全球60岁以上的25％的人[2]，大多数情况是不可逆的，因为毛细胞无法再生。[3]听力由听觉器官进行，由声音和感觉系统组成。在内耳中，毛细胞通过声波在基底膜（BM）上引起的振动模式转导成生物信号，这些生物信号被周围神经树突和沿着螺旋神经节神经元沿着大脑的螺旋杆所吸引，并在其上引起声音和言论的每日。[4,5]
与...
Devendra Deshpande 6 Vishwakarma信息技术学院Pune，印度摘要：在本文中，一种压电鞋系统，该系统存储并利用行走动力的能量来产生电流，以进行电流测量和充电智能手机。它通过行走，利用压电传感器的机械应力来捕获通过27mm压电磁盘通过压电传感器进行电能的力。主要组件包括：压电纸，硅胶胶，1N4007二极管和3.7V可充电锂离子电池。因此，这款智能鞋具有独立使用而无需太多努力维护的潜力。初步测试承诺，智能鞋确实能够为用户提供可持续性的来源，尤其是在偏远或室外设置中。关键字：压电传感器，能量收集，智能鞋，手机充电，可穿戴技术，27毫米压电磁盘，1N4007二极管，电源库模块。
piezo1及其抑制剂 - 雷神 - 弗莱大学柏林
阳离子通道压电是在各种器官和组织中发现的一种关键的机械转换器，近年来已成为一种治疗靶标。随着这一趋势，已经发现并研究了几种压电抑制剂，并研究了潜在的药理特性。本综述概述了压电1的结构和功能重要性，并根据其作用机理讨论了压电1抑制剂的生物学活性。所讨论的化合物包括毒素GSMTX4，Aβ肽，某些脂肪酸，红色ruthenium和Gadolinium，dooku1，以及天然产物Tubeimoside I，Salvianolic Acid B，Jatrorrhzine和Escin。调查结果表明，压电1的表现可能与多种慢性疾病有关，包括高血压，癌症和溶血性贫血。因此，如许多体外和体内研究所示，抑制压电和随后的钙流入可能对各种病理过程产生有益的影响。然而，压电1抑制剂的开发仍在开始，还有许多机会和挑战尚待探索。
基于 AlScN 压电微机械超声波换能器的无线功率传输能量收集装置
摘要：超声波无线能量传输技术（UWPT）是植入式医疗设备（IMD）供电的关键技术。近年来，氮化铝（AlN）由于其生物相容性和与互补金属氧化物半导体（CMOS）技术的兼容性而备受关注。同时，钪掺杂氮化铝（Al 90.4％Sc 9.6％N）的集成是解决AlN材料在接收和传输能力方面的灵敏度限制的有效解决方案。本研究重点开发基于AlScN压电微机电换能器（PMUT）的微型化UWPT接收器装置。所提出的接收器具有2.8×2.8 mm 2的PMUT阵列，由13×13个方形元件组成。采用声学匹配凝胶，解决液体环境下声阻抗不匹配问题。在去离子水中的实验评估表明，电能传输效率（PTE）高达2.33%。后端信号处理电路包括倍压整流、储能、稳压转换部分，可有效将产生的交流信号转换为稳定的3.3V直流电压输出，成功点亮商用LED。这项研究扩展了无线充电应用的范围，为未来实现将所有系统组件集成到单个芯片中，进一步实现设备小型化铺平了道路。
天然压电生物材料：生物医学设备的生物相容性和可持续性构件
摘要：压电效应在生物系统中被广泛观察到，其在生物医学领域的应用也正在兴起。可穿戴和可植入生物医学设备的最新进展为压电材料构件带来了希望，也提出了要求。由于其生物相容性、生物安全性和环境可持续性，天然压电生物材料被认为是这一新兴领域的有前途的候选材料，有可能取代传统的压电陶瓷和合成聚合物。在此，我们全面回顾了五种主要类型的压电生物材料（包括氨基酸、肽、蛋白质、病毒和多糖）的最新研究进展。我们的讨论重点是它们与结构和相相关的压电性能以及实现所需压电相的制造策略。我们比较和分析了它们的压电性能，并进一步介绍和评论了改善其压电性能的方法。我们还讨论了这组功能生物材料的代表性生物医学应用，包括能量收集、传感和组织工程。我们设想，从分子水平上理解压电效应、压电响应改进和大规模制造是这一有前途的跨学科领域的三大挑战，也是研发机会。关键词：压电、天然生物材料、可持续材料、生物医学设备、纳米发电机、灵活性、氨基酸、蛋白质、多糖
研究论文：数分钟内连续三维打印结构化压电传感器
增材制造 (AM)，也称为三维 (3D) 打印，是一种有效且稳健的制造结构化压电结构的方法，但大多数常用的打印技术往往面临固有的速度 - 精度权衡，限制了它们在制造具有微/纳米级特征的复杂部件时的速度。这里，配制了由化学功能化的压电纳米粒子 (PiezoNPs) 组成的稳定光固化树脂，通过微连续液体界面生产 (μ CLIP) 连续打印微尺度结构化 3D 压电结构，速度高达 ~ 60 μ ms -1 ，比以前报道的基于立体光刻的工作快 10 倍以上。 3D 打印功能化钛酸钡 (f-BTO) 复合材料显示，当 f-BTO 含量为 30 wt% 时，本体压电电荷常数 d 33 为 27.70 pC N -1。此外，在各种柔性和可穿戴自供电传感应用（例如运动识别和呼吸监测）中测试和探索了合理设计的晶格结构，这些结构表现出增强的可定制压电传感性能以及机械柔韧性。
背衬压电微机械超声换能器（B-PMUT）二维阵列的开发
[1] MILLER DL, SMITH NB, BAILEY MR 等。治疗性超声应用和安全注意事项概述[J]。超声医学杂志，2012，31 (4): 623-634。[2] WANG J, ZHENG Z, CHAN J 等。用于血管内超声成像的电容式微机械超声换能器[J]。微系统纳米工程，2020，6 (1): 73。[3] JIANG X, TANG HY, LU Y 等。基于与 CMOS 电路键合的 PMUT 阵列的发射波束成形超声指纹传感器[J]。IEEE 超声铁电频率控制学报，2017，PP (9): 1-1。[4] CHEN X, XU J, CHEN H 等。利用多频连续波的 pMUT 阵列实现高精度超声测距仪[J]。微机电系统，2019 年。[5] CABRERA-MUNOZ NE、ELIAHOO P、WODNICKI R 等人。微型 15 MHz 侧视相控阵换能器导管的制造和特性[J]。IEEE 超声铁电和频率控制学报，2019 年：1-1。[6] LU Y、HEIDARI A、SHELTON S 等人。用于血管内超声成像的高频压电微机械超声换能器阵列[S]。IEEE 微机电系统国际会议；2014 年。[7] ZAMORA I、LEDESMA E、URANGA A 等人。用于成像应用的具有 +17 dB SNR 的单片 PMUT-on-CMOS 超声系统[J]。 IEEE Access，2020，页（99）：1-1。[8] JUNG J，LEE W，KANG W 等。压电微机械超声换能器及其应用综述[J]。微机械与微工程杂志，2017，27 (11)：113001。[9] BERG S，RONNEKLEIV A。5F-5通过引入有损顶层降低CMUT阵列中膜之间的流体耦合串扰[S]。超声波研讨会；2012年。[10] LARSON J D。相控阵换能器中的非理想辐射器[S]。IEEE；1981年。[11] NISTORICA C、LATEV D、SANO T 等。宽带宽、高灵敏度的高频压电微机械换能器[S]。 2019 IEEE 国际超声波研讨会（IUS）；2019: 1088-1091。[12] 何丽梅，徐文江，刘文江等。基于三维有限元仿真的二维阵列压电微机械超声换能器性能和串扰评估[S]。2019 IEEE 国际超声波研讨会（IUS）；2019。[13] PIROUZ A、MAGRUDER R、HARVEY G 等。基于 FEA 和云 HPC 的大型 PMUT 阵列串扰研究[S]。2019 IEEE 国际超声波研讨会（IUS）；2019。[14] DZIEWIERZ J、RAMADAS SN、GACHAGAN A 等。一种用于NDE应用的包含六边形元件和三角形切割压电复合材料子结构的2D超声波阵列设计[S]。超声波研讨会；2009年。[15]徐婷，赵玲，姜哲，等。低串扰、高阻抗的压电微机械超声换能器阵列设计