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          传感器用于智能纺织品生存洗衣机,汽车和锤子

          紧身状传感器是超灵敏和弹性

          想想你最喜欢的T恤,你佩戴了一百次的那个,以及你穿过的所有虐待。你已经清洗了它比你能记住的次数更多,洒在它上,伸展,崩溃了,甚至唱着它一次靠在炉子上。 

          我们把衣服穿过很多,如果未来的聪明纺织品将在我们扔掉的所有东西都会存活,他们的组件将需要有弹性。  

          现在,来自哈佛约翰的研究人员。保尔森工程学院和应用科学学院和Wyss生物启发工程研究所开发了一种超敏感的严重弹性应变传感器,可以嵌入纺织品和软机器人系统中。 

          该研究成果发表在 性质

          a close-up view of the sensor

          传感器的图案导电碳纤维的特写视图。纤维夹在两个普拉特的弹性基板之间。传感器的总电导率随着图案化的碳纤维的边缘彼此接触而变化。 (图片由詹姆斯韦弗/哈佛海提供的图片

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          “目前的柔软应变仪非常敏感,而且非常脆弱,”海洋材料科学与机械工程研究副研究所oluwaseun araromi表示,纸张的第一作者。 “问题是我们在矛盾范式中工作 - 高度敏感性传感器通常非常脆弱,非常强的传感器通常不太敏感。因此,我们需要找到可以给我们每个房产的机制。“

          最终,研究人员创建了一个设计,外观和行为非常像一条紧身的。 

          “一款稠度是刚性金属的固体圆筒,但如果将其塑造成这种螺旋形状,它会伸展,”亚马拉莫说。 “那是 基本上我们在这里做了什么。我们从这种情况下用刚性散装材料开始,在这种情况下,以这样的方式将其伸展地绘制。“ 

          该图案被称为蛇形曲折,因为其尖锐的起伏类似于蛇的晃动。然后将图案化的导电碳纤维夹在两个普隆的弹性基板之间。 

          传感器的总电导率随着图案化的碳纤维的边缘彼此的边缘而变化,类似于当你拉两端时,相似的各个螺旋彼此的各个螺旋出来的方式。即使具有少量应变,这种过程也会发生,这是传感器高灵敏度的关键。

          与电流高敏感的可拉伸传感器不同,依靠异质材料如硅或金纳米线,该传感器不需要特殊的制造技术甚至洁净室。它可以使用任何导电材料制造。

          研究人员通过用手术刀刺伤它来测试传感器的弹性,用锤子击打它,用汽车运行它,并将其扔进洗衣机十次。传感器从每个测试中出现毫发受到了干扰的。

          弹性的这些特性和机械强度把这个传感器在一个全新的阵营。

          oluwaseun araromi
          副研究员,材料科学和机械工程

          为了展示其敏感性,研究人员将传感器嵌入织物臂套中,并要求参与者用手,包括拳头,开放的手掌和夹紧运动。传感器通过织物检测到受试者的前臂肌肉的小变化,并且机器学习算法能够成功分类这些手势。 

          “弹性的这些特性和机械强度把这个传感器在一个全新的阵营,”说araromi。

          这种套筒可用于从虚拟现实模拟和运动服装到帕金森病等神经变性疾病的临床诊断。  

          技术开发哈佛的办公室 已经申请保护与此项目相关的知识产权。

          “高灵敏度和弹性的组合是这种类型的传感器的明显的好处”中说 罗伯特·伍德,查尔斯河在研究中的海洋和高级作者的工程和应用科学教授。 “但是,区分该技术的另一个方面是组成材料和组装方法的低成本。这将有望减少障碍,使这项技术普遍存在智能纺织品和超越中。“

          “我们目前正在探索这种传感器如何在服装中集成到服装中,因为它提供的人体的贴心接口,” 康纳尔沃尔什,保罗a。研究中的工程和应用科学教授在研究中的研究。 “这将通过能够在整个人的日子内制造生物力学和生理测量来实现令人兴奋的新应用,而目前的方法是不可能的。”  

          该研究由Moritz A共同撰写。格劳格,克里斯汀湖Dorsey,Sam Castellanos,Jonathan R.福斯特,文浩湖,亚瑟e。奇怪的,詹姆斯C.韦弗,海洋和joost j的资深职员科学家。 Vlassak,Abbott和James Lawrence海域材料工程教授。  

          它是通过大学的战略研究联盟与塔塔资助。在2016年建立了6年,840万美元的联盟,以推进哈佛大学的领域创新,包括机器人,可穿戴技术和物联网(物联网)。

          主题: 电气工程, 物料, 机器人

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