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国外开发出首款由磁传感器和有机电路制成的集成柔性电子产品

国外开发出首款由磁传感器和有机电路制成的集成柔性电子产品

【摘要】:

众所周知,人类皮肤是一个复杂的多功能器官,其独特的性质来源于其柔韧性和顺应性,它允许通过与神经系统相连的众多受体与外部物理环境连接。长期以来,科学家们一直试图将这些特征转移到人造皮肤上,目的是应用于机器人。

因为机器人系统在很大程度上依赖于空间中的定位和定向所需的电子和磁场传感功能。许多研究都致力于以灵活、兼容的形式实现这些功能。柔性传感器和有机电子学的最新进展提供了重要的先决条件,这些设备可以在柔软和弹性的表面上工作,而传感器可以感知各种物理特性,并通过读出电路进行传输。

为了紧密复制自然皮肤,有必要将大量的单个传感器连接起来。这一具有挑战性的任务成为实现电子皮肤的主要障碍。最初的研究是基于一组单独处理的传感器,这就不可避免地导致了大量的电子连接。为了减少必要的布线,必须开发重要的技术,即复杂的电子电路、电流源和开关必须与单独的磁传感器相结合,以实现完全集成的设备。

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柔性电子皮肤,配备了一系列巨型磁阻传感器和复杂的电子电路,这些电路是为感应磁场分布而设计和开发的。

为了解决这个问题,近日,来自德累斯顿、开姆尼茨和大阪的研究人员最近在《科学进展》上发表了一篇文章,提出了一种开创性的有源矩阵磁传感器系统。该传感器系统由2×4磁传感器阵列、控制传感器矩阵所需的有机自举移位寄存器和有机信号放大器组成,所有的电子元件都是基于有机薄膜晶体管,并集成在一个单一的平台上。

研究人员已经证明了该系统具有很高的磁灵敏度,并且可以实时获取二维磁场分布。它对于机械变形(例如弯曲、折痕或扭结)也非常坚固。除了完整的系统集成之外,使用有机自举移位寄存器是朝着面向机器人和可穿戴应用的有源矩阵电子皮肤迈出的重要一步。

德累斯顿莱布尼兹固态和材料研究所所长Oliver G. Schmidt教授说:“我们的首个集成磁功能证明,薄膜柔性磁传感器可以集成在复杂的有机电路中。这些设备的超柔顺性和灵活性是现代和未来应用如软机器人、植入物和假肢不可或缺的特性。下一步是增加每个表面积的传感器数量,并扩展电子皮肤以适应更大的表面。”(传感器专家网)

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

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