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中科院高精度面部表情识别印刷可穿戴传感器研究取得进展

时间:2024-05-22 17:29:08 科技赋能

随着智能终端的普及,可穿戴电子设备展现出巨大的市场前景;传感器作为可穿戴设备最重要的核心部件,将对其未来的功能发展产生重要影响。

随着传感器向小型化、智能化、网络化、多功能化发展,同时测量多个参数的高度集成传感器需要制造工艺和分析技术的创新。

印刷技术是对材料进行图案化的有效方法。

然而,传统印刷技术的制造精度通常为数十微米,且需要光敏蚀刻等复杂工艺,极易导致环境污染,极大限制了其在微纳器件制造领域的应用。

应用。

在国家自然科学基金委、科技部和中科院的大力支持下,中科院化学研究所绿色印刷重点实验室研究员宋彦林课题组近年来一直致力于推动印刷技术的绿色化、功能化发展。

在功能纳米材料方面,已在受控组装、精细图案化技术、印刷电子和器件应用等方面进行了系统研究(Adv. Mater., 26, )。

通过构建微米级模板结构,控制基底表面液膜的破裂行为,获得精确组装的纳米颗粒图案(Adv. Mater., 26, );利用“咖啡环”现象制备线宽高达5μm的金属纳米粒子图案(Adv. Mater., 25, );利用油墨的三相线滑移现象制备了具有特殊三维结构的图案。

在上述研究的基础上,他们突破了传统印刷技术中模板和精度的限制,采用微米柱阵列作为“印刷板”,构建了与传统印刷工艺中的“印刷板”类似的“印刷板”含有纳米颗粒和柔性基材的“墨水”。

、墨、纸”三明治结构。

随着溶剂蒸发,气-液-固三相接触线有序收缩,纳米颗粒在基底上聚集,形成周期和幅度精确可控的微米甚至纳米级导电曲线阵列,从而获得对微变形敏感的结构。

电阻响应传感器(图 1)。

通过将传感器贴在被监测人的皮肤上进行数据采集和分析,可以实时监测不同环境和心理条件下人体表面微变形相关的生理反应,例如复杂的表情识别(图2)、有望应用于脉搏监测。

、心脏监测及远程控制等领域。

这种高精度、高灵敏度传感器的印刷和制造方法突破了传统印刷技术的精度极限,将有效促进印刷制造的可穿戴电子产品和其他微纳功能器件的发展和应用。

该研究成果作为VIP文章发表在近期出版的《先进材料》 (Adv. Mater., 28, )上。