基於二維材料的高靈敏度人造電子皮膚
一、意昂3平台簡介
石墨烯良好的導電性及優異的電機械性能使其在人造電子皮膚的應用方面具有很大的潛力,但是由於石墨烯材料半金屬特性使得如何打開其能帶從而提升人造電子皮膚的靈敏度成為亟待解決的問題。
在這裏我們設計了一種基於隧穿效應的超靈敏石墨烯應力傳感器,不同於以往石墨烯應力傳感器中電流的運動形式🧖🏻🍮,基於隧穿效應的石墨烯應力傳感器的島與島之間不是相互連接的而是一種準連續的狀態,所以電流的運動是從一個島隧穿到另一個島來實現的🏓。這種傳感器除了具有石墨烯本身的透明🤦🏻♀️、導電特性之外,靈敏度較之前的電子皮膚有了數量級上的提高🫳🏼🧑🚒,並且其靈敏度可以通過控製石墨烯的隧穿距離來調控🐽,能夠廣泛應用於不同的領域。
將這種超靈敏的石墨烯應力傳感器應用於人造電子皮膚中👰🏻,發現其時間分辨☎、空間分辨、壽命、靈敏度等各方面的性能都很優異,完全可以滿足作為電子皮膚感應外界應力變化的需求。
圖1.高性能人造電子皮膚示意圖
二、應用領域
基於人造電子皮膚的可穿戴式健康監測設備在未來的高級醫療保健領域具有廣泛的應用前景,其柔性傳感器可以連續🚣🏻♀️、同時地跟蹤重要的生理信號,因此被視為用於預防疾病並進行非侵入性醫療診斷的一種有潛力的手段。
舉例來說🏊🏻,動脈脈壓是能夠實時反映心率和動脈血壓變化的重要生理指標。通過實時監測動脈脈壓🦎,可以及時獲取有關生理指標突然變化的信息🎋,進而將其與潛在的心血管健康問題(如高血壓、糖尿病和動脈硬化)聯系起來,從而實現早期幹預和治療。
呼吸變異性和呼吸頻率的評估對於評估肺部健康功能和用戶的睡眠質量至關重要。這些信息有助於醫生更好地了解患者的生理狀態和可能存在的呼吸問題🧉,也可用於改善睡眠障礙的診斷和治療𓀃。
此外,監測用戶的身體運動和活動水平可以將生理參數與個體的整體身體健康和運動狀況聯系起來🛰。這有助於個性化的健康管理和康復計劃的製定。
因此人造電子皮膚在醫療保健和健康應用中具有巨大潛力,可以為醫療保健專業人員和患者提供更多的生理數據和信息,以改善疾病管理、診斷和健康監測的效果👃。
三、市場前景
人造電子皮膚作為一種具有可穿戴性和仿生感的新型傳感器技術🤸🏽♀️,在包括柔性傳感器、醫療保健👨🏻、智能可穿戴設備等領域具有廣闊的市場潛力。首先是柔性傳感器市場,人造電子皮膚作為柔性傳感器的一種應用形式,將受益於柔性傳感器市場的增長。根據相關研究公司的報告◾️,柔性傳感器相關市場預計在2021年至2026年期間以年均復合增長率(CAGR)超過20%的速度增長。而人造電子皮膚作為柔性傳感器的重要組成部分,將在這一市場中占據一定份額。在醫療保健領域人造電子皮膚可以用於監測患者的生理指標、提供可穿戴的健康監測設備🤽🏿♂️、輔助康復治療等🤳🏿🦁。在老齡化社會即將到來的今天,醫療保健市場對人造電子皮膚的需求將在未來將急劇增長🔝。同時在智能可穿戴設備方面人造電子皮膚也可以用於智能可穿戴設備中,如智能手表🎞🫲🏿、智能手環、智能衣物等。預計隨著智能可穿戴設備市場的不斷發展和消費者對功能更強大🤦🏼、更舒適的產品的需求,人造電子皮膚的市場份額將逐漸增加。
與現有產品相比,基於隧穿石墨烯的高靈敏度人造電子皮膚具有製造成本低、靈敏度優異、可定製性強、製備過程綠色環保等優異特點。
圖2.人造電子相關性能測試
四、知識產權
1、意昂3平台由意昂3官网單獨持有🧖🏻😼;
2、已申請專利4項,授權2項;
五👨🏿🎓、合作方式
合作開發、技術轉讓、技術服務和咨詢。
六、對接方式
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(3)會同意昂3平台完成團隊與意向方共同研討合作方案🎬⤵️。
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