科学家开发出高灵敏度应变温度双模传感器

导读 中国科学院(CAS)宁波材料技术与工程研究所(NIMTE)李润伟教授领导的研究人员开发了一种具有高刺激辨别力和分辨率的应变温度双模传感器,可实

中国科学院(CAS)宁波材料技术与工程研究所(NIMTE)李润伟教授领导的研究人员开发了一种具有高刺激辨别力和分辨率的应变温度双模传感器,可实现实时传感单个传感器没有串扰的应变和温度刺激。

这项工作发表在AdvancedFunctionalMaterials上。

作为人类活动产生的重要生理参数,应变和温度在健康和运动监测中起着至关重要的作用。

柔性传感器是智能穿戴设备的核心部件,顺应了近年来集成化、多功能化的发展趋势。然而,对于单个传感器来说,应变和温度刺激的检测和辨别仍然具有挑战性。

钴基非晶丝具有优异的软磁性能和巨磁阻抗效应,可实现对磁场的高灵敏检测,因此被公认为是开发柔性多功能传感器的理想材料。

研究人员以钴基非晶丝为敏感材料,设计了管状异质结构的双模传感器,实现了应变和温度的监测和实时判别。

开发的传感器由缠绕在应变-磁感应转换单元周围的热电偶和具有高磁导率的钴基非晶线组成。通过定制应变-磁感应转换单元的组件的机械模量,可以调整传感器的应变灵敏度。

双模传感器表现出高应变灵敏度、高温度灵敏度和良好的循环稳定性。它还实现了0.05%的低应变检测极限,分辨率为0.1%,温度传感精度为0.1°C。

此外,将双模传感器集成到智能纺织品中,可连续独立监测呼吸、体动和体温,在疾病早期诊断、健康监测、人机交互等方面具有广阔的应用前景。