廉价,灵活的石墨烯压力传感器可用作各种健康监测应用的可穿戴设备

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由印度孟买的印度理工学院(IIT)的研究人员领导的一个团队开发了一种石墨烯增强的廉价,灵活的压力传感器,可用于各种医疗保健应用。据报道,压阻式压力传感器可以监测由低压变化引起的小规模运动。

传感器可以放在手腕和颈部时实时测量血脉率。还测试了传感器监测呼吸的能力; 当放在喉咙上时,传感器可以检测到不同单词发音时的压力变化。有趣的是,制造的传感器在检测大规模运动监测方面也表现出良好的灵敏度,如手指关节弯曲和伸展的情况。

“虽然研究人员一直致力于开发能够检测到非常小的压力变化的传感器,但我们的压力传感器能够检测到由低压(小于2.7 kPa)引起的小规模运动和高压下的大规模运动,”团队说。“该传感器在5,000次循环中表现出良好的灵活性和可重复性。”

“当你说话时,喉部肌肉会根据压力的变化做出不同的反应。当不同的单词发音时,声带肌肉经历不同的运动。IIT Bombay的研究人员与来自剑桥和澳大利亚莫纳什大学的研究人员合作说,传感器能够检测到不同词语时的轻微压力变化。

研究人员测试了它在记录不同单词时的压力差异时的敏感性,以及同一个单词重复多次的时间。“传感器可以用作文字识别设备。这只是初步工作,在将传感器用于语音识别之前还需要研究更多,“该团队说。

在手指弯曲和伸展的情况下,其涉及监测大规模运动,传感器显示出高灵敏度。当传感器附着的食指弯曲时,传感器产生不同的电流信号。当弯曲角度小(15度)时电流信号最小,而当角度高(90度)时电流信号最大。“我们没有测试由于手指运动方向的变化引起的压力变化,”该团队澄清道。

传感器使用涂有rGO / CNTs基油墨的聚氨酯泡沫制成。多壁纳米管分散在还原的氧化石墨烯基质中。将导电片粘贴在泡沫的顶侧和底侧,并将电线连接到片上进行测量。

“当涂有油墨的PU泡沫被扰动时,在这种情况下被压缩,气隙被移除并且泡沫变得更薄。这为电荷提供了传导路径。随着泡沫被压缩,阻力下降,变得更具导电性,“该团队表示。


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