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國外開發出首款由磁傳感器和有機電路制成的集成柔性電子產品

國外開發出首款由磁傳感器和有機電路制成的集成柔性電子產品

【摘要】:

眾所周知,人類皮膚是一個復雜的多功能器官,其獨特的性質來源于其柔韌性和順應性,它允許通過與神經系統相連的眾多受體與外部物理環境連接。長期以來,科學家們一直試圖將這些特征轉移到人造皮膚上,目的是應用于機器人。

因為機器人系統在很大程度上依賴于空間中的定位和定向所需的電子和磁場傳感功能。許多研究都致力于以靈活、兼容的形式實現這些功能。柔性傳感器和有機電子學的最新進展提供了重要的先決條件,這些設備可以在柔軟和彈性的表面上工作,而傳感器可以感知各種物理特性,并通過讀出電路進行傳輸。

為了緊密復制自然皮膚,有必要將大量的單個傳感器連接起來。這一具有挑戰性的任務成為實現電子皮膚的主要障礙。最初的研究是基于一組單獨處理的傳感器,這就不可避免地導致了大量的電子連接。為了減少必要的布線,必須開發重要的技術,即復雜的電子電路、電流源和開關必須與單獨的磁傳感器相結合,以實現完全集成的設備。

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柔性電子皮膚,配備了一系列巨型磁阻傳感器和復雜的電子電路,這些電路是為感應磁場分布而設計和開發的。

為了解決這個問題,近日,來自德累斯頓、開姆尼茨和大阪的研究人員最近在《科學進展》上發表了一篇文章,提出了一種開創性的有源矩陣磁傳感器系統。該傳感器系統由2×4磁傳感器陣列、控制傳感器矩陣所需的有機自舉移位寄存器和有機信號放大器組成,所有的電子元件都是基于有機薄膜晶體管,并集成在一個單一的平臺上。

研究人員已經證明了該系統具有很高的磁靈敏度,并且可以實時獲取二維磁場分布。它對于機械變形(例如彎曲、折痕或扭結)也非常堅固。除了完整的系統集成之外,使用有機自舉移位寄存器是朝著面向機器人和可穿戴應用的有源矩陣電子皮膚邁出的重要一步。

德累斯頓萊布尼茲固態和材料研究所所長Oliver G. Schmidt教授說:“我們的首個集成磁功能證明,薄膜柔性磁傳感器可以集成在復雜的有機電路中。這些設備的超柔順性和靈活性是現代和未來應用如軟機器人、植入物和假肢不可或缺的特性。下一步是增加每個表面積的傳感器數量,并擴展電子皮膚以適應更大的表面?!?span style="letter-spacing: 0.544px; text-align: right; text-indent: 2em;">(傳感器專家網)

http://news.rfidworld.com.cn/2020_03/b8695a3043e048b5.html

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