- 新型光，熱和觸感傳感器
- 來源：賽斯維傳感器網 發表于 2020/11/12
該傳感器可以測量體溫的變化，并對日光和溫暖的觸摸做出反應。圖片來源：Thor Balkhed
受自然皮膚行為的啟發，林雪平大學有機電子實驗室的研究人員開發了一種適用于電子皮膚的傳感器。它可以測量體溫的變化，并對日光和溫暖的觸摸做出反應。
機器人技術，對觸摸有反應的假體以及健康監測是全球科學家致力于開發電子皮膚的三個領域。他們希望這種皮膚具有彈性并具有某種形式的敏感性。林雪平大學有機電子實驗室的研究人員現在已經通過結合多種物理現象和材料，朝著這種系統邁出了一步。結果是，類似于人類皮膚的傳感器可以感知溫度變化，該溫度變化是由溫暖物體的觸摸以及太陽輻射產生的熱量引起的。
有機電子實驗室的有機光子學和納米光學小組的學生Mina Shiran Chaharsoughi說：“我們受到自然界及其感應熱量和輻射的方法的啟發。”
她與同事一起開發了一種傳感器，該傳感器將熱電和熱電效應與納米光學現象結合在一起。
當熱電材料被加熱或冷卻時，會產生電壓。溫度的變化會發出快速而強烈的信號，但衰減的速度幾乎一樣快。
相反，在熱電材料中，當材料具有一個冷側和一個熱側時會產生電壓。此處的信號緩慢出現，必須經過一段時間才能進行測量。熱量可能來自溫暖的接觸或陽光。所需要的只是一側比另一側更冷。
“我們想享受兩全其美的優勢，因此，我們將Dan Zhao，Simone Fabiano和有機電子實驗室的其他同事在之前的項目中開發的熱電聚合物與熱電凝膠相結合。這種結合可以提供快速而強烈的信號只要存在刺激就會持續下去”，有機光子學和納米光學小組的負責人馬格努斯·瓊森說。
此外，事實證明，兩種材料以增強信號的方式相互作用。
新的傳感器還使用了另一種稱為等離激元的納米光學實體。
“當光與金和銀等金屬的納米粒子相互作用時，就會產生等離子體。入射光會導致粒子中的電子一致振蕩，從而形成等離激元。這種現象為納米結構提供了非凡的光學特性，例如高散射和高吸收率”，Magnus Jonsson解釋說。
在以前的工作中，他和他的同事們已經證明，已在納米孔上打孔的金電極借助等離激元可有效吸收光。吸收的光隨后被轉換為熱量。有了這樣的電極，在面對太陽的一側，納米孔的金薄膜就可以使傳感器迅速將可見光轉換成穩定的信號。
另外，傳感器還具有壓力感應功能。
Magnus Jonsson說：“當我們用手指按下傳感器時會出現信號，但是當我們用一塊塑料對其施加相同的壓力時卻不會出現。它會對手的熱量產生反應。”
除了Mina Shiran Chaharsoughi和Magnus Jonsson之外，他們的同事Dan Zhao，Simone Fabiano和有機電子實驗室的Xavier Crispin教授也為這項研究做出了貢獻，其結果最近發表在科學雜志《先進功能材料》上。
- 如果本文收錄的圖片文字侵犯了您的權益，請及時與我們聯系，我們將在24內核實刪除，謝謝！
