Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Cảm biến tụ điện linh hoạt sơn kim loại lỏng dành cho điện tử chăm sóc sức khỏe đeo được
Tóm tắt
Cảm biến sinh học linh hoạt đã trở nên ngày càng quan trọng trong nhiều ứng dụng chăm sóc sức khỏe mới nổi. Nhiều nỗ lực đã được thực hiện để tạo ra các vật liệu sinh học có thể kéo giãn và dẫn điện cao, phần lớn trong số này dựa trên nanoparticle vàng hoặc bạc. Tuy nhiên, các vật liệu này có một số nhược điểm. Nghiên cứu này đề xuất các cảm biến tụ điện linh hoạt dựa trên băng dính 3M VHB 4905 và GaInSn, đồng thời thiết kế một thiết bị cảm biến sinh học đeo được sử dụng chip CAV444. Hệ thống này cho thấy phản ứng rất tuyến tính đối với việc kéo giãn, xoay và áp suất. Các ứng dụng thực tiễn của các cảm biến này được khám phá, chẳng hạn như đo góc chuyển động của cổ tay và khớp ngón tay cũng như phản ứng với áp suất. Các cảm biến tụ điện linh hoạt được đề xuất có nhiều ứng dụng tiềm năng trong y sinh, chẳng hạn như đo tham số, cảnh báo tai nạn, da điện tử, phản hồi chuyển động và điều khiển từ xa.
Từ khóa
#cảm biến sinh học #cảm biến tụ điện #điện tử sức khỏe #vật liệu dẫn điện #kim loại lỏng #thiết bị đeo được #ứng dụng y sinh.Tài liệu tham khảo
Zhang, Q., Zheng, Y., & Liu, J. (2012). Direct writing of electronics based on alloy and metal (DREAM) ink: A newly emerging area and its impact on energy, environment and health sciences. Frontiers in Energy, 6, 311–340.
Adrega, T., & Lacour, S. P. (2010). Stretchable gold conductors embedded in PDMS and patterned by photolithography: Fabrication and electromechanical characterization. Journal of Micromechanics and Microengineering, 20, 055025-1–055025-8.
Dart, F. E. (1950). Evaporation of zinc and zinc oxide under electron bombardment. Physical Review, 78, 761–764.
Lee, H. K., Chang, S. I., & Yoon, E. (2006). A flexible polymer tactile sensor: Fabrication and modular expandability for large area deployment. Journal of Microelectromechanical Systems, 15, 1681–1686.
Feng, J. T., & Zhao, Y. P. (2008). Influence of different amount of Au on the wetting behavior of PDMS membrane. Biomedical Microdevices, 10, 65–72.
Carcia, F., McLean, R. S., & Reilly, M. H. (2003). Transparent ZnO thin-film transistor fabricated by rf magnetron sputtering. Applied Physics Letters, 82, 1117–1119.
Fuller, S. B., Wilhelm, E. J., & Jacobson, J. M. (2002). Ink-jet printed nanoparticle microelectromechanicalsystems. Journal of Microelectromechanical Systems, 11, 54–60.
Zhang, Z., Zhang, X., Xin, Z., Deng, M., Wen, Y., & Song, Y. (2011). Synthesis of monodisperse silver nanoparticles for ink-jet printed flexible electronics. Nanotechnology, 22, 425601-1–425601-8.
Nur, H. M., Song, J. H., & Evans, J. R. G. (2002). Ink-jet printing of gold conductive tracks. Journal of Materials Science-Materials in Electronics, 13, 213–219.
Lee, H. H., Chou, K. S., & Huang, K. C. (2005). Inkjet printing of nanosized silver colloids. Nanotechnology, 16, 2436–2441.
Kim, Y., Lee, B., & Yang, S. (2012). Use of copper ink for fabricating conductive electrodes and RFID antenna tags by screen printing. Current Applied Physics, 12, 473–478.
Kordás, K., Mustonen, T., & Tóth, G. (2006). Inkjet printing of electrically conductive patterns of carbon nanotubes. Small, 2, 1021–1025.
Denneulin, A., Bras, J., Carcone, F., Neuman, C., & Blayo, A. (2011). Impact of ink formulation on carbon nanotube network organization within inkjet printed conductive films. Carbon, 49, 2603–2614.
Aernouts, T., Vanlaeke, P., & Geens, W. (2004). Printable anodes for flexible organic solar cell modules. Thin Solid Films, 451, 22–25.
Kim, B. C., Too, C. O., & Kwon, J. S. (2011). A flexible capacitor based on conducting polymer electrodes. Synthetic Metals, 161, 1130–1132.
Kim, K. S., Zhao, Y., & Hong, B. H. (2009). Large-scale pattern growth of graphene films for stretchable transparent electrodes. Nature, 457, 706–710.
Gao, Y., Li, H. Y., & Liu, J. (2013). Directly writing resistor, inductor and capacitor to composite functional circuits: A super-simple way for alternative electronics. PLoS One, 8, e69761-1–e69761-8.
Fassler, A., & Majidi, C. (2013). Soft-matter capacitors and inductors for hyperelastic strain sensing and stretchable electronics. Smart Materials and Structures, 22, 055023-1–055023-8.
Liu, Y., Gao, M., Mei, S., & Liu, J. (2013). Ultra-compliant liquid metal electrodes with in-plane self-healing capability for dielectric elastomer actuators. Applied Physics Letters, 103, 064101-1–064101-3.
Zheng, Y., He, Z. Z., Gao, Y. X., & Liu, J. (2013). Direct desktop printed-circuits-on-paper flexible electronics. Scientific Reports, 3, 1786-1–1786-7.
Kramer, R. K., Majidi, C., Sahai, R., & Wood, R. J. (2011). Soft curvature sensors for joint angle proprioception. In IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, San Francisco (Vol. 1, pp. 1919–1926).
Tabatabai, A., Fassler, A., Usiak, C., & Majidi, C. (2013). Liquid-phase gallium–indium alloy electronics with microcontactprinting. Langmuir, 29, 6194–6200.
Niu, X., Peng, S., Liu, L., Wen, W., & Sheng, P. (2007). Characterizing and patterning of pdms-based conducting composites. Advanced Materials, 19, 2682–2686.
Choi, M. C., Kim, Y., & Ha, C. S. (2008). Polymers for flexible displays: From material selection to device applications. Progress in Polymer Science, 33, 581–630.
Kramer, R. K., Majidi, C., & Wood, R. J. (2011). Wearable tactile keypad with stretchable artificial skin. IEEE International Conference on Robotics and Automation, 1, 1103–1107.
Nishide, H., & Oyaizu, K. (2008). Toward flexible batteries. Science, 319, 737–738.
Li, Z., Le, T., Wu, Z., Yao, Y. G., Li, L., Tentzeris, M., et al. (2015). Rational design of a printable, highly conductive silicone-based electrically conductive adhesive for stretchable radio-frequency antennas. Advanced Functional Materials, 25, 464–470.
Teo, S. H. (2014). Design and application of flexible biomedical capacitive sensor based on liquid metal. Thesis, Tsinghua University.
Pelrine, R., Kornbluh, R., & Pei, Q. (2000). High-speed electrically actuated elastomers with strain greater than 100 %. Science, 287, 836–839.