个性化医疗、[9] 神经工程、[10] 人机界面 [11,12] 和智能假肢。[13] 通过电气方式监测生物信号可以将电子皮肤 (E-skin) 传感器与大数据、[14] 人工智能 [15] 和物联网 (IoT) 技术相结合。[16] 随着皮肤上设备的应用不断扩大,已经报道了在非传统基板(如 3D 自由曲面、皮肤和地形基板)上实现可穿戴电子产品的新方法。[8,17,18] 此外,还展示了电子皮肤的其他吸引人的功能。例如,实现光学功能以可视化与健康状况相关的信息是与人类直观交互的一个有吸引力的方向。[19] 具有自供电功能的可穿戴传感器也可以扩展其适用性。 [20,21] 无线电子皮肤系统可将测量数据传输到移动设备,并在监测健康状况的同时支持日常活动,在用户便利性方面也很有吸引力。 [22] 此外,仅传输生物信号中关键的必要信息这一可能功能是电子皮肤传感器的一个特别有吸引力的方向,因为它可以减少无线数据传输的功耗和后处理的数据数量。
事物(IOT)。[9]这些库存的设备的核心是建立高度适应性和皮肤的功能元素,能够通过日常生活的各个方面或通过响应Electials的各个方面或跟踪位置,运动和手势来对环境变化进行重新变化,[2,10]磁性,[2,6,8,11],[5,6,8,11] [5,6,8,11]和Thermal [12]和Thermal [13]。解决方案可以加工的印刷技术对于实现人类交互式和高度合规的设备非常有吸引力,因为它们简单,成本效益且适应于自由定义的功能元素的各种材料。[14-17]关于印刷电子产品的最新报告揭示了可以准备机械性能的可拉伸印刷传感器(应变,力,压力和弯曲),[18-21],这些传感器与人工互动系统,人工智能,先进的ProSthetics和Humanoid Robots中的人际关系系统中有关。要实现合规的电子产品,[22]最先进的方法依赖于直接在超薄聚合物箔上的有机和无机材料的薄膜沉积和光刻处理。[23–25]朝着全印刷的可拉伸电子产品[19,26]和可拉伸的薄膜磁通电子的方向取得了令人兴奋的进度。[27]但是,尚未证明将磁电传感器的可打印和伸展质量结合在一起。这些高领域对于皮肤设备是不可接受的,因为世界卫生组织(WHO)规定的持续展示限制小于40 mt。我们在各种机械上不可察觉的功能元件中,符合磁场传感器及其动作距离距离,可以依靠周围的磁场启用无触摸的对皮肤间的活动,用于从人机相互作用到非vasive医学诊断的应用。[5,11,28]与基于箔的磁电机,印刷的磁敏感设备的出色机械和磁化性能形成鲜明对比[29-33],相当僵硬,支持弯曲到半径超过1 cm [30],到目前为止,它已用于检测高磁场的高磁场。[34,35]即使对于最佳的印刷磁场传感器,这些传感器基于巨型磁场(GMR)效应,相关场范围的灵敏度也很差。
oft和可拉伸的电子设备正在集成到下一代电子设备中,其中包括软机器人1,可穿戴电子2,生物医学设备3和人类 - 机器人界面4、5。在开发可拉伸传感器6,显示7,加热器8,储能设备9和集成电路(ICS)10的新颖材料和架构中取得了令人鼓舞的进步。但是,该领域仍然缺乏具有集成计算,有效的数据传输和微型电损失的高度可拉伸的多层电子电路。商业电子产品可以提供各种不引人注目的,廉价的,高性能的ICS,从微控制器到放大器,但是使用这些ICS创建可拉伸的电路需要每个电路元件之间的强大界面。在这项工作中,我们通过采用双相式镀机合金(BGAIN)来介绍可伸缩的印刷电路板(PCB)组件的可拉伸版本,从而创建了高度可拉伸的导电痕迹和柔软的刚性电子组件之间的耐用接口。正在积极研究三种主要策略,以实现可拉伸的电子设备:基于结构的可拉伸导体,本质上可拉伸的导体和导电复合材料。高导电性,不可延迟的薄金属膜可以几何图案化,以获得平面外变形和线性弹力10-13。尽管它们与传统的电子合并良好接触,但它们的可伸缩性和组分的面积密度通常受到限制。一种流行的方法,放置常规电子组件本质上可拉伸的导体,例如室温液体金属(Eutectic Callium-Indium,Egain 14),离子诱导器15和导电聚合物16,17-不需要复杂的图案,但每个苦难都需要复杂的,但每个遭受了几种苦难,包括几种吸水物,包括泄漏,脱落,脱何,脱何,递减,递减,递减和低电导率。导电夹杂物聚合物复合材料也可以在没有复杂图案的情况下拉伸,但通常患有最大菌株和高电阻18、19。此外,在菌株20、21期间,关于可拉伸导体的报告相对较少。已经大力努力在可伸缩零件和市售的高性能ICS之间建立可靠的连接。
摘要:热电(TE)技术提供了一种直接收获和转换从人体连续释放的热量的新方法。对可穿戴te发电机应用的TE材料的最大挑战与人体不断变化的形态兼容,同时又具有连续稳定的功率输出。在这里,通过改进的湿式旋转方法制备了可拉伸的羧基单壁碳纳米管(SWNT)的TEFER。即使在约30%的拉伸应力下,基于退火的羧基SWNT的稳定sebeck系数也是44μv/k。实验结果表明,当将其更改为各种形状时,文件可能会继续产生恒定的TE电位。与基于Seebeck效应的现有TE纤维相比,新的可拉伸性Tefer具有更大的塞贝克系数,并且具有更大的可拉伸性,这为将技术用于各种实用应用开放了一条途径。关键字:碳纳米管,热电材料,seebeck效果,可拉伸纤维
摘要:传统的电子和光子设备本质上是2D,并且由于它们被捏造的底物。然而,世界并不是在流动和刺激:许多应用会从软设备和非平面几何形状中受益,例如与柔软,曲线和动态生物体的柔软,曲线和动态表面相连。此不匹配要求可机械变形(弯曲,折叠,扭曲,拉伸或压缩)的灵活和可拉伸设备,而不会损坏其有用的特性。在这里,我们提供了最先进的材料,设计,加工和设备技术的概述,这些技术是迅速发展的且可拉伸光子学的快速发展区域的概述。我们对关键的促成技术的看法将在这一领域中定义新的增长机会,因为新兴的可振奋和可伸缩的光子学的应用继续展开。
可拉伸电子产品在医学、传感和机器人领域的应用越来越受到关注。当前的可拉伸材料要么是本质上可拉伸的,要么是图案化为可拉伸结构,要么是通过形成某种可拉伸材料和具有某些所需特性(例如高导电性)的刚性材料的复合材料而制成的。然而,文献中缺乏可拉伸磁性材料,而将可拉伸性和磁性相结合的设备仅限于使用串行制造工艺,例如将毫米级磁体嵌入聚合物基质中。在这项研究中,我们介绍了一种可拉伸复合硬磁墨水,该墨水由钡六铁氧体纳米颗粒与 9510 单组分环氧灌封化合物和二(丙二醇)甲醚混合而成。然后使用丝网印刷方法,将该墨水用于制造磁应变传感器,作为材料和工艺的概念验证。结果表明,可以制成一种可拉伸的硬磁墨水,其由钡六铁氧体颗粒夹杂物提供 20 kA/m 的剩磁,并由环氧树脂提供至少 100% 应变的拉伸性。