1 1.安徽工业大学 材料科学与工程学院, 马鞍山 243032
2 2.中国科学院 上海硅酸盐研究所, 高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室, 上海 200050
3 3.中国科学院大学 杭州高等研究院, 化学与材料科学学院, 杭州 310024
可穿戴设备是能穿在身上, 实时获取人体或环境信息并进行传递和处理的功能设备, 在医疗健康、人工智能、运动娱乐等领域具有广阔的应用前景。随着可穿戴设备的发展, 各类柔性传感器应运而生。基于压电效应的柔性力学传感器因具有感应频率宽、响应快、线性好、自供电等优势而备受关注。然而传统的压电材料多为脆性陶瓷和晶体材料, 限制了其在柔性方面的应用。随着研究的深入, 越来越多的柔性压电材料和压电复合材料不断涌现, 给柔性可穿戴力学器件注入了新的发展活力。本文主要概括了柔性可穿戴压电器件的前沿进展, 包括压电原理、柔性压电材料的制备与性能提升方法。此外, 还详细总结了柔性可穿戴压电设备的主要应用方向, 包括医疗健康和人机交互, 以及遇到的挑战与机遇。
力学传感器 可穿戴器件 压电效应 制备方法 柔性 mechanical sensor wearable device piezoelectric effect preparation method flexibility
通过改进悬臂梁自由端结构设计,利用光纤光栅波长绝对编码的特性,实现了利用单光纤光栅对应力、位移进行了垂直感测。理论分析和实验结果证明,通过监测粘贴于悬臂梁固定端附近的光纤光栅波长变化的大小和指向,能够感测应力、位移等力学量的大小及方向。在相互垂直的方向上,获得的应力实验灵敏度分别为1.87 nm/N和3.40 nm/N, 位移实验灵敏度分别为0.23 nm/mm和0.41 nm/mm。
光电子技术 光纤光栅 波长绝对编码 力学传感器 垂直感测
