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开发的自供电水凝胶传感器,用于医疗保健、人机交互和环境监测

传感器专家网 来源:传感器专家网 作者:传感器专家网 2023-08-10 15:31 次阅读

传感新品

【英国帝国理工学院:开发的自供电水凝胶传感器,用于医疗保健、人机交互和环境监测

近日,英国帝国理工学院与格拉斯哥大学的学者合作展望了不同能量转换效应在自供电水凝胶传感器的应用前景,文章的标题为 “Self-powered hydrogel sensors”。

讨论了最新的研究进展,重点介绍了近年来开发的自供电水凝胶传感器的结构设计和相应的应用场景,包括医疗保健、人机交互和环境监测。最后,总结了该领域当前面临的挑战,并提出了未来的发展方向。相关评论文章于2023年7月21日发表在Cell Press细胞出版社旗下期刊《Device》上。

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从人机交互的发展到电子皮肤或医疗和环境监测,一系列关键技术都依赖于各种物理和化学信号的快速收集和解释。柔性多模传感器因其优异的机械性能、环境适应性、对电信号敏感等而受到关注。然而,由橡胶、弹性体和其他聚合物组成的柔性传感器的自愈性差、可降解性有限、可逆自粘附弱等限制了其应用。由易于功能化和刺激响应性水凝胶复合材料制成的柔性传感器在生物医学、电子皮肤和软机器人等领域得到了广泛的研究。尽管基于水凝胶复合材料的柔性传感器的开发可以克服这些限制,但目前大多数水凝胶传感器主要由外部能源驱动,这限制了它们的应用。

能量转换技术的发展为设计和制造具有连续能源供应的自供电水凝胶传感器铺平了道路。纳米发电机 (NG)可有效地收集各种能源(即雨滴的动能、运动的机械能、机器运转的热能等)并将其转化为电能。在水凝胶中构建基于纳米发电机的自供电结构有助于改善定期更换和处置电池所产生的环境问题,也可以拓宽柔性水凝胶电子器件的应用场景

在过去的几年里,在动能、热能和化学能转化为电能方面取得了巨大进展。但大规模生产和应用仍面临一些挑战,新技术仍有发展空间。

·多种能量转换效应的叠加会增加材料的使用数量和结构的复杂性,不利于器件的小型化。为了提高收集效率,拓宽应用场景,研究人员应该通过调整发电装置的化学成分和优化整体结构设计来减少发电装置所需的空间。

·生物相容性、可植入性、湿粘附性、可拉伸性、柔韧性和可降解性等其他特性在设计用于健康监测的自供电水凝胶传感器至关重要。因此,有必要开发强大的湿粘附力。这里,对自然结构的研究可以提供有用的设计指南。

·应进一步研究和提高自供电水凝胶传感器的稳定性或长期耐用性。有必要通过优化结构设计/组件、使用新型摩擦电聚合物层、设计强界面键合结构以及在多个预定义环境中进行测试来提高传感器的稳定性和使用寿命。

·自供电水凝胶传感器许多这些不同的应用都有一些共同的要求:耐用性,对周围环境的影响最小(有时是可生物降解性),需要收集多种物理和化学信号。这些要求可以通过适应性水凝胶化学来满足。

·在传感器开发方面,高性能材料的制备、器件结构的优化以及最终产品的多功能化、集成化和小型化仍然是主要的研究挑战。解决这些问题需要生物学、化学、物理学和材料科学等不同研究领域的学者之间的合作,以推进一系列设备的开发,这些设备可能对向更健康、净零社会的过渡产生非常大的影响。

传感动态

【森霸传感 “感知”入微拓宽新赛道,打破国外企业对工艺、材料技术的垄断】

“把传感器做得越来越小、越来越薄、越来越智能,在万物互联的时代,未来的市场就更广阔、产品竞争力就越来越强。”7月20日,在位于社旗县的森霸传感科技股份有限公司(以下简称“森霸传感”),总经理廉五州道出了“小产品”背后的“大赛道”。

从感应人体的自动水龙头、检测到燃气泄漏能报警断阀的安全装置,到自动驾驶车辆上的各类感应控制装置、能自动避障的无人机,在不同的场景、不同的产品和领域,传感器是必不可少的元器件,更是引领未来科技多元应用的驱动器。在这条赛道上,森霸传感从细分领域起步,经过近20年的深耕,已经从后发赶超站到了逐步领先的位次。

“我在森霸传感工作了17年,见证了技术和人才的多次迭代。”今年40岁的森霸传感研发部部长常飞告诉记者,森霸传感从2005年由深圳迁驻社旗,在这里,创始团队一步步攻克传感器生产工艺、材料和设计等关键环节,实现了核心链条的自主供应。

弱水三千,只取一瓢。应用类传感器门类众多,细分类别可达千余种。森霸传感赖以起家的产品,早期聚焦于热释电红外传感器和可见光传感器两大系列。这两大类传感器主要应用于LED照明、数码电子、智能穿戴和安防、交通、医疗、家居等领域。

“传感器行业发展,与中国制造业进步同频共振,更离不开市场的发展壮大。”廉五州说,通过自主研发创新,他们掌握了红外、光敏两大传感器产品的系列生产配方和工艺,由此向上游材料和下游成品应用链条持续延伸、拓展,“这充分证明,技术研发是企业发展的核心动能。”

如今,在森霸传感的企业发展版图上,研发、制造端的深耕细作已“开枝散叶”。他们不但成功攻克了压力传感器、气体传感器和火焰传感器等新领域关键技术,还逐步夯实了管理、服务、销售等基础。位于社旗县的制造基地被认证为省级智能化工厂、绿色工厂和国家级专精特新“小巨人”企业,迈入高质量发展的快车道。

“我们在行业内率先推出了第三代SMD塑封贴片传感器,具有工艺更先进、寿命更长久、应用更广泛的特性,尤其是高耐热性和可定制化,非常适合各类智能产品。”常飞介绍,这种新型传感器再次打破了国外企业对工艺、材料技术的垄断,是我国在传感领域的又一次赶超。

今年6月,位于社旗县的森霸传感产业园正式开工建设,这是森霸传感打造“双百亿”企业和新一代传感器链条的新平台、新希望。

【苏州固锝:拟由固锝电子科技向AICS增资2520万元】

日前,苏州固锝公布,为满足公司的马来西亚全资孙公司AIC SEMICONDUCTOR SDN.BHD.(“AICS”)的生产经营需求,公司拟以自有资金2520万元人民币向全资子公司固锝电子科技(苏州)有限公司(“固锝电子科技”)进行增资,并在本轮增资完成后由固锝电子科技向AICS增资2520万元人民币(约350万美元)。

此次增资完成后,固锝电子科技的注册资本由11300万元变为13820万元,AICS的注册资本由2881.5万美元增至3231.5万美元(最终注册资本以工商登记核准结果为准)。

此次增资注入的资金主要用途为购买设备、原材料以及补充流动资金等日常经营所需。

由于地缘政治原因,海外客户需要在中国以外地区寻求合作。半导体是马来西亚的支柱产业,半导体产业生态环境成熟,是目前海外客户最先考虑的产业地区。AICS工厂在马来西亚吉打科技园,周边半导体公司林立,AICS需要抓住机会,依托总部的资金和技术,迅速建立产能,扩大海外生产基地的规模。

资料显示,苏州固锝专注于半导体整流器件芯片、功率二极管整流桥和IC封装测试领域,目前已经拥有从产品设计到最终产品研发、制造的整套解决方案,在二极管制造方面具有较高水平。

【日本对先进半导体制造所需设备追加出口管制 外交部:已向日方交涉】

月24日电,日本《朝日新闻》7月22日报道称,日本政府将从23日起对先进半导体制造所需的23个品类的半导体设备追加出口管制。此举旨在防止中国生产先进半导体,也是对美国收紧对华限制的响应。在7月24日举行的外交部例行记者会上,有记者就该管制询问中方回应。


对此,中国外交部发言人毛宁说,日方不顾中方的严重关切,执意出台和实施对华指向性明显的出口管制措施,中方深感遗憾和不满,已经在不同层级向日方提出了严正交涉。近年来个别国家将经贸问题政治化泛安全化,包括滥用出口管制措施在内,频繁动用行政手段强推高科技领域“脱钩断链”。这些错误做法违背市场经济规律,违反自由贸易原则和国际经贸规则,不仅让相关企业蒙受损失,也影响地区乃至全球半导体产业链供应链的安全和稳定。

毛宁说,中方敦促日方从中日经贸合作的全局和自身长远利益出发,恪守国际经贸规则,不得滥用出口管制措施,避免有关举措干扰两国正常的半导体产业合作。我们将密切关注管制政策的影响,坚决维护自身的利益。

【东风汽车牵头,3款车规级芯片成功试产填补国内空白】

7月23日,湖北省车规级芯片产业技术创新联合体2023年第一次大会暨创新技术论坛披露:由东风汽车集团有限公司(以下简称“东风公司”)担任理事长单位的车规级芯片产业技术创新联合体在关键核心技术掌控方面“挂果”初显。

该联合体由东风公司联合8家企事业单位和高校在2022年5月组建,致力于融汇政产学研合力,实现车规级芯片完全自主定义、设计、制造、封测与控制器开发及应用。

一年来,联合体成员单位通过创新资源和创新要素组织,形成了目标一致、相互协同、内生动力强、创新效率高、创新成果迸发的体制机制,创新成果不断涌流——制定“3+X”规划,高质量实现3款国内空白车规级芯片首次流片;完成国内首款基于RISC-V指令集架构车规级MCU芯片设计;产出发明专利及集成电路布图50余项、起草车规级芯片团体标准1项,获得2022年度湖北省高价值专利金奖2项、银奖多项。

伴随新能源智能网联汽车技术发展,车规级芯片需求呈现出爆发式增长。作为在鄂央企和制造业“龙头企业”,东风全力积极推动企业转型升级和经营回升的同时,积极发挥企业创新主体作用,将车规级芯片关键核心技术掌控和供应链安全稳定作为重点工作推进。

东风公司副总经理、党委常委尤峥表示,未来,东风公司将坚持科技创新,坚持底线思维,坚定不移推动民族汽车品牌向上,坚定应用牵引主基调,着力补齐关键必要短板,实现***“应用尽用”,抢占智能网联新赛道,运用新技术新产品,构筑新能源智能网联汽车竞争优势。

iPhone 15初期备货量降逾8% 果链企业已感受到“寒气”】

据台湾电子时报今日报道,苹果供应链消息称,2023年iPhone 15零部件备货力道不及2022年同期,略估初步备货量仅约8300万~8500万支水准,同比下降逾8%。2022年同期iPhone备货预估量约9000万支以上,甚至“还有喊到近1亿支”。

的确,从细分零部件环节来看,2023年的iPhone备货氛围显得颇为悲观消极。

其中,VCM(音圈电机)环节,以往苹果VCM大宗订单由日系ALPS、Mitsumi等公司拿下,而2023年日系厂商释放的信号,确实不如2022年强劲。

显示屏环节,上周已有报道指出,iPhone 15及iPhone 15 Pro Max显示屏在制造方面遭遇困难,可能导致这两个机型在9月上市时的设备数量有限。The Information透露,苹果的供应商为这两款机型采用了新的制造工艺,给LG Display制造的显示屏带来了问题。

另外,光学龙头大立光近日更“敲响警钟”——目前手机客户普遍悲观,没有一家乐观,“包括准备发表新机的客户也是”。

之前市场认为,手机市场已开始出现回温,但大立光董事长林恩平认为,这只是中低阶手机市场销售的略为走升,至于高阶市场的销售,客户端看法仍然相对保守,主要问题在于“卖不好”。

他补充称,大立光客户端的4-5月拉货动能都比3月要差,主要原因为对于高阶潜望式手机镜头、8P镜头等,客户虽然都有浓厚兴趣,但相对在销售层面看法保守,即使纳入设计,相对采购量也不大。

潜望式镜头方面,林恩平指出,目前客户均积极寻求导入,高低端都有。目前模组厂良率已克服,但传感器良率较差,“下半年新机出货有往后延迟一点”——值得注意的是,iPhone 15系列的亮点之一便有望包含潜望式镜头设计,市场猜测此番表述与iPhone 15有关。

总体而言,美国银行分析师Wamsi Mohan在报告中指出,iPhone 15设备可能会推迟“几周”,部分机型或将推迟到10月上市,但The Information认为苹果仍将如期在9月份上市iPhone 15的Pro系列。

审核编辑 黄宇

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