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    林雪平大学的研究人员开发出适用于电子皮肤的传感器
    2019-05-21


    [据实验室设备网站2019515日报道]  林雪平大学有机电子实验室的研究人员受到天然皮肤行为的启发,开发了一种适用于电子皮肤的传感器。它可以测量体温的变化,并能够对阳光和温暖的触摸做出反应。



    机器人、对触摸做出反应的假肢和健康监测是全球科学家对于电子皮肤研究中最专注的三个领域。他们希望能够让电子皮肤有弹性,并具有某种形式的敏感性。



    林雪平大学有机电子实验室的研究人员现在已经通过结合几种物理现象和材料,为实现这样一个系统迈出了一步。结果证明,他们研发出了一种类似于人类皮肤的传感器,它可以感知来自温暖物体触摸的温度变化,以及来自太阳辐射的热量。



    林雪平大学有机电子实验室有机光子学和纳米光学组的博士生Mina
    Shiran Chaharsoughi
    说:?#25105;们受到了大自然及其传感热和辐射方法的启发。?/span>



    她与课题组的同学们一起开发了一种将热释电效应、热电效应和纳米光学现象相结合的传感器。



    热释电材料在加热或冷却时会产生电压。正是温度的变化发出了一种信号,这种信号迅速而强烈,但衰减的速度也几乎一样快。



    相反,在热电材料中,当材料有一面冷一面热时,就会产生电压。这里的信号产生得很慢,必须经过一段时间才能被测量出来。热可能来自温暖的触摸或太阳;其所需要的条件只需其中一侧比另一侧冷。



    林雪平大学有机光子学和纳米光学小组负责人Magnus
    Jonsson
    说:?#25105;们想在这两方面都得到最好的结果,所以我们将热释电聚合物和热电凝胶结合起来,这是由Dan
    Zhao
    Simone Fabiano和有机电子实验室的其他同学在之前的一个项目中开发的。这种结合使得激励出现时,能够提供了快速而强烈的信号。?/span>



    此外,这两种材料相互作用的方式也加强了信号。



    新的传感器还使用了另一种纳米光学实体,它被称为等离激元。



    Jonsson表示:?#24403;光与金、银等金属纳米粒子相互作用时,等离激元就会产生。入射光使粒子中的电子同步振荡,形成等离子体。这一现象为纳米结构提供了非凡的光学特性,如高散射和高吸收的特性。?/span>



    在此前的工作中,他和他的同事们已经证明了一个带有纳米孔的金电极在等离激元的帮助下能够有效地吸收光线。吸收的光随后会转化为热。这种电极在位于朝向太阳的一侧带有一种纳米孔的薄金膜。该传感器还可以将可见光快速转换成稳定的信号。



    此外,这种结构还有一个额外的好处,该传感器同时也是压力敏感的。



    Jonsson说:?#24403;我们用手指按压传感器时,会产生一个信号,但当我们用一块塑料将传感器置于同样的压力下时,信号就不会出现。它会对手的热度做出反应。?#65288;工业和信息化部电子第一研究所  刘彧宽)



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