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哈佛大学科学家开发出一款柔软且能伸缩的温度计,可集成到电子设备中

前瞻网 2022-01-26 10:17

 

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下一代软机器人、智能服装和生物相容性医疗设备将需要集成的软传感器,这些传感器可以根据设备或佩戴者的需要而进行伸展或扭转。而传统的传感器,大多数组件都是“刚性”的。

近日,哈佛大学的研究人员开发了一种柔软、可拉伸、自供电的温度计,可以集成到可拉伸的电子设备和软机器人中。

温度计由三个简单的部分组成:电解质、电极和将两者分开的介电材料。电解质/电介质界面积累离子,而电介质/电极界面积累电子。两者之间的电荷不平衡,会在电解质中形成离子云。当温度变化时,离子云会改变厚度并产生电压。电压对温度敏感,但对拉伸不敏感。

通过以不同的配置排列电解质、电介质和电极,研究人员开发了四种温度传感器设计。在一项测试中,他们将传感器集成到一个软夹具中,并测量了一个热煮鸡蛋的温度。传感器比传统的热电温度计更敏感,可以在大约 10 毫秒内对温度变化做出响应。

根据所使用的材料,温度计可以测量高达 200 摄氏度或低至 -100 摄氏度的温度。

研究作者Marilyn M. Puckett说:“我们开发了具有高灵敏度和快速响应时间的软温度传感器,为在医疗保健、工程和娱乐领域创建软机器人开辟了新的可能性。”

该研究论文题为“Temperature sensing using junctions between mobile ions and mobile electrons”,已发表在Proceedings of the National Academy of Sciences上。

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责任编辑: 4162SKX

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