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2020-11-13 11:43 |
科學(xué)創(chuàng)造全新“智能織物”應(yīng)變傳感器 兼具強(qiáng)度和靈敏度
為了監(jiān)測(cè)穿戴者的動(dòng)作,智能織物通常會(huì)加入應(yīng)變測(cè)量傳感器。而這樣的傳感器往往是不切實(shí)際的脆弱,但哈佛大學(xué)的科學(xué)家們卻創(chuàng)造了一種新的傳感器,它真的可以承受得住。原型設(shè)備的核心是一個(gè)導(dǎo)電碳纖維陣列,夾在兩片預(yù)應(yīng)力的彈性聚合物之間。單根纖維以一種稱為蛇形蜿蜒的模式排列。這意味著,就像蛇的身體起伏一樣,它們會(huì)左右來回?cái)[動(dòng)。 }gXhN" c8mh#Tbl
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p%+` 因此,碳纖維陣列有點(diǎn)像一個(gè)扁平的Slinky,當(dāng)從兩端拉開時(shí),它就會(huì)被拉開。然而,隨著纖維被拉開的距離越遠(yuǎn),傳感器的導(dǎo)電性也會(huì)相應(yīng)降低。因此,通過持續(xù)監(jiān)測(cè)通過設(shè)備的電流,就可以確定它的應(yīng)變程度。 &)Qq%\EP4 BrSvkce
[attachment=104391] ^TZmc{i 更重要的是,該傳感器非常敏感,即使是織物的微小運(yùn)動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生讀數(shù)。據(jù)研究人員介紹,這類設(shè)備通常會(huì)有一個(gè)折衷,即它們的脆弱性會(huì)隨著靈敏度的提高而增加。然而,據(jù)報(bào)道,這種高靈敏度的應(yīng)變傳感器可以在被錘子擊中、被汽車碾壓、被手術(shù)刀刺傷以及經(jīng)歷10次洗衣機(jī)循環(huán)的情況下幸存下來。 b?`2LAgn s&VsK# 此外,與其他提供類似靈敏度的傳感器不同,哈佛的這個(gè)傳感器并沒有加入昂貴的材料,也不需要專門的生產(chǎn)設(shè)備。 ZPE- .E^w, o
[attachment=104389] <\$"U5"` 在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中,該裝置被納入志愿者佩戴的織物套筒中。通過檢測(cè)與該人前臂肌肉彎曲相關(guān)的應(yīng)變變化,該技術(shù)能夠識(shí)別包括握拳、張掌和捏手動(dòng)作在內(nèi)的手勢(shì)。 J'ce?_\?PY ].J;8} 最近,一篇由Oluwaseun Araromi領(lǐng)導(dǎo)的研究論文發(fā)表在《自然》雜志上。
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