「前沿技術」溶膠-凝膠-聚合物工藝處理的可穿戴人機互動設備

2020-09-05 藍海星智庫

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美國休斯頓大學利用溶膠-凝膠-聚合物工藝，製造出可拉伸電子器件，可用作可穿戴人機互動設備。

圖1 可拉伸電子器件穿戴在機器手上

可穿戴人機互動設備能收集和存儲人體生理數據，在醫療、訓練等領域有重要應用前景。目前，這種設備仍存在體積大、響應慢、性能衰退等問題，且無法同時進行傳感、刺激和數據存儲。為此，研究人員利用溶膠-凝膠-聚合物工藝製造了銦鋅氧化物納米薄膜，可構成存儲器陣列、場效應管陣列、分布式溫度傳感器、紫外傳感器、應力傳感器和金基熱傳感器，用作多功能的可穿戴人機互動設備。製造時，將銦鋅氧化物前體溶液旋塗在具有聚醯亞胺支撐層的PDMS基板上，再通過退火、光刻、溼刻，形成具有相應功能器件的圖案，製成具有單一功能的傳感器；隨後，將所有傳感器按陣列排布，並通過聚醯亞胺封裝，製成多功能可穿戴設備。這種設備貼在人體肩部後，可通過應變監測手臂運動並與計算機通信，應變傳感器在20％應變下能以1Hz的頻率拉伸和釋放，溫度傳感器性能與商用熱敏電阻相當。

這種可穿戴人機互動設備具有較強的舒適性和便利性，可簡化可穿戴設備的結構，或用作機器人皮膚。

（藍海星）

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