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基于MXene水凝胶实现可穿戴人机交互,用于智能水下通信和传感救援

传感器专家网 来源:传感器专家网 作者:传感器专家网 2023-08-21 17:24 次阅读

传感新品

【福州大学:基于MXene水凝胶实现可穿戴人机交互,用于智能水下通信和传感救援】

近年来,导电水凝胶在智能穿戴电子领域引起了广泛的关注。尽管导电水凝胶目前得到了广泛的研究,但机械性能(拉伸性能、强度和韧性)和电学性能(导电性、灵敏度和稳定性)之间的平衡仍然面临巨大挑战。此外,水凝胶在水中的不良膨胀会造成力学性能和电学性能的丧失,导致其无法在水环境中实现进一步的应用。因此,设计具有优异力学性能、电学性能和抗膨胀的导电水凝胶对水下柔性器件的开发至关重要。

报道了采用疏水缔和方法构建具有优异力学性能和电学性能的导电水凝胶。该导电水凝胶由明胶、丙烯酰胺、甲基丙烯酸十八烷基酯、SDS、NaCl和MXene制得。展现出高拉伸性(1224%),高传感线性度(R2=0.999)和宽应变范围(2% ~ 700%)。进一步通过表面封装技术,成功在各种液体环境下实现液下监测,实现有效的水下信息传递,可对潜在危险进行预警。该工作为智能可穿戴传感器和水下监测装置的设计与构建提供了新的思路(图1)。

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图1. 导电水凝胶的合成示意图以及用于水下通信和救援预警示意图

如图2所示,该水凝胶具有优异的力学性能。疏水单体和亲水单体通过胶束聚合。聚合物链的疏水部分与表面活性剂胶束形成动态疏水缔合,作为物理交联中心,进一步提高水凝胶的力学性能。

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图2. 力学性能表征

如图3所示,该导电水凝胶展现出0.999的高线性灵敏度,具有2-700%的宽应变传感范围。在500%应变下进行1200个加载-卸载循环,显示出稳定的电阻响应性和可重复性。同时也展现出宽范围的压力传感性能。

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图3. 传感性能表征

通过使用PDMS/Triton X-100构建表面防水层,该封装层展现出优异的水下稳定性和水下粘附性。通过该封装层包封的亲水水凝胶同样表现出优异的水下抗溶胀性能,该方法为亲水性导电水凝胶实现水下传感提供了一种新的方法(图4)。

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图4. 表面封装层

由于该复合器件的水下稳定性,将其应用于水下通讯与运动监测。通过定义摩尔斯电码,可以简单实现信息传递。在水下可以实现弯曲,压缩等接触式传感,也可实现不同环境下的非接触式水位检测(图5)。

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图5. 水下通信与传感

将水凝胶设备集成到报警系统中,当传感电流超过设置值时,LED灯开始闪烁并报警。可通过设定水位高度作为报警水位限,当器件与水面高度差超过是设定值时,报警灯开始闪烁,展现出水下预警能力(图6)。

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图6. 水下智能预警系统

传感动态

【橙群微电子与恩智浦半导体合作 旨在彻底改变互联传感器的开发】

据橙群微电子公众号,创新无线连接SoC技术供应商橙群微电子公司欣然宣布与恩智浦半导体(NXP Semiconductors)达成战略合作,后者是为嵌入式应用提供安全连接解决方案的全球领先厂商,旨在彻底改变互联传感器的开发。

此次合作利用橙群微电子屡获殊荣的NanoBeacon IN100 SoC和恩智浦的超低功耗三轴加速度计、磁开关和压力传感器,为客户提供全面、易用的解决方案。

IN100 SoC是一款功能强大、高效的蓝牙低功耗(BLE)信标解决方案,基于橙群微电子专有的超低功耗SoC设计平台,采用蓝牙低功耗5.3技术。

它是全球首款无代码蓝牙低能耗信标解决方案,无需软件编程,改变了互联传感器开发商的游戏规则。通过提供的配置工具,开发人员无需编写任何代码,即可根据应用需求轻松配置设备的各种运行模式。

【思特威:推出全新升级AI系列图像传感器新品,赋能AIoT和智能安防应用】

智能AIoT及安防应用的飞速发展和普及,催生了市场对4MP和2MP CIS的需求不断增长。据TSR 2022调研报告显示,2021年至2026年,预计全球安防市场4MP至5MP的CIS出货量,将从1.3亿颗高速增长至2.2亿颗;全球安防市场2MP的CIS出货量将达到4.5亿颗。

近日,技术先进的CMOS图像传感器供应商思特威(SmartSens),正式推出4MP和2MP两款全新升级AI系列CMOS图像传感器新品——SC431AI和SC231AI。作为AIoT及安防应用主流规格分辨率产品,两款产品均搭载思特威全性能升级技术SmartClarity?-3,集更优异的夜视全彩成像、高温成像、低功耗性能优势于一身,可更好赋能家用IPC、AIoT终端等智能无线摄像头和多摄像头解决方案。

思特威新一代SmartClarity?-3技术,基于12寸先进晶圆工艺,融合SFCPixel?技术、PixGain技术、超低噪声外围读取电路技术、近红外感度NIR+技术、影院级色彩视效等多项升级成像技术,以高感度星光级夜视全彩、高动态范围、近红外感度增强等成像性能优势,成功开启AI系列产品的迭代升级之路。

英特尔与联想在上海成立“先进系统创新实验室”,已开始模拟 Lunar Lake 处理器平台】

8 月 9 日消息,英特尔官方公众号“知 IN”今日发文称,英特尔与联想于 7 月在上海联合成立了“先进系统创新实验室”,合作打造全新笔记本电脑设计。

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据介绍,双方都非常看好 AI 在 PC 上面的应用和体验。双方正加速基于今年将发布的 Meteor Lake 处理器推进 AI 体验的开发和创新。其中,约 30% 的想法正在联合实验室的 Meteor Lake 系统进行概念验证测试,其余 70% 的创新想法将运用在未来的 PC 平台。

此外,针对英特尔下一代分离式模块架构(多芯片)设计的 Lunar Lake 处理器的合作也已提上日程。

英特尔在今年 1 月的财报电话会议上透露,Lunar Lake 处理器仍将按计划于 2024 年投入生产。

联想集团智能设备业务集团平台设计与开发总监莫志坚表示:“我们已经开始对 Lunar Lake 处理器平台进行实验室模拟。该项目非常特殊,这涉及到我们两个团队之间详细的合作过程。”

此前报道,消息源 Bionic_Squash 爆料称,Lunar Lake 处理器的 iGPU 基于 Battlemage“Xe2”架构,最高可以实现 64 EU,相当于 8 个 Xe 核心,明显低于 Meteor Lake 的 128 EU。

【聚焦自动驾驶赛道,焜腾红外车用激光雷达研究所成立!】

近日,浙江省智能网联汽车创新中心(以下简称“创新中心”)与浙江焜腾红外科技有限公司(以下简称“焜腾红外”)【车用激光雷达共建研究所签约暨授牌仪式】在杭州萧山亚太集团多功能厅隆重举行。

杭州市经济和信息化局汽车产业处处长魏兆宏,浙江省汽车工程学会理事长、浙江大学教授俞小莉,国家智能网联汽车创新中心(以下简称“国家智能网联”)总经理助理刘卫国等政府、行业领导、亚太集团董事长黄伟潮、焜腾红外董事长詹健龙及企业嘉宾共同见证。

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创新中心总经理杨爱喜与焜腾红外董事长詹健龙分别代表双方签署了《车用激光雷达研究所共建协议》,杭州市经济和信息化局汽车产业处处长魏兆宏、亚太集团董事长黄伟潮分别为创新中心、焜腾红外颁授共建研究所牌扁。

魏兆宏处长、国家智能网联总经理刘卫国、亚太集团董事长黄伟潮分别致辞,对共建研究所成立表示祝贺,对车用激光雷达产业前景给予充分肯定,并对共建研究所在车用激光雷达领域有所作为寄予厚望。

此次焜腾红外加入创新中心,并担任理事单位,旨在与联盟内成员企业通力协同,资源共享,共同推进智能网联汽车产业进步。接下来,双方拟在车用激光雷达领域通力协作、资源互补,共同推进技术进步、产品创新、人才培养、场景落地,全面促进车用激光雷达产业发展。

焜腾红外将充分借助技术联盟优质智能网联汽车产业资源,以协同发展的理念,通过与省内外智能网联汽车汽车产业资源联合,进行核心技术攻关,提供产业服务,在无人驾驶激光芯片和激光雷达等领域潜心钻研,推动VCSEL芯片和激光雷达项目及智能网联汽车产业的共同发展!

【台积电与3家企业合资在德国建厂,总投资超100亿欧元】

集成电路代工巨头台积电(台湾集成电路制造股份有限公司)在8月8日的董事会会议后宣布,已批准出资35亿欧元(约合276亿元人民币),在德国东部城市德累斯顿建厂。

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汽车零部件制造商博世、半导体制造英飞凌和恩智浦将与台积电共同建设该工厂,总投资超过100亿欧元。台积电将持有合资公司70%的股份,其他3家将各持有10%的股份,但须经监管部门批准。

该工厂计划于2027年投产,每月产能为40000片300毫米晶圆,将直接创造约2000个高科技工作岗位。

自2021年以来,台积电一直在与德累斯顿所在的德国萨克森州就建造一座工厂进行谈判。彭博社报道称,大众和保时捷等德国汽车制造商对在德设立台积电工厂兴趣浓厚,新工厂将推动欧洲减少对亚洲进口重要技术的依赖。

德国经济部长罗伯特·哈贝克(Robert Habeck)在一份声明中表示,强劲的“国内半导体生产是保持德国全球竞争力的关键。”

据德国《商报》报道,德国已同意从政府气候与转型基金中拨款50亿欧元用于工厂建设。欧盟委员会对该补贴资金拥有最终决定权。欧盟已批准一项430亿欧元的补贴计划,旨在到2030年将其芯片制造能力提高一倍。

德国总理奥拉夫·朔尔茨领导的执政联盟已同意为英特尔公司在马格德堡的新工厂提供100亿欧元援助,以推动该国科技行业的发展并确保关键零部件的供应。

而据熟悉相关讨论的人士透露,朔尔茨政府预计将于本周批准一项计划,为一项针对半导体生产和气候保护措施的基金注入约220亿美元的资金。

审核编辑 黄宇

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