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行业资讯

新型柔性材料制作的传感器在医疗领域的应用

2018-06-28

不久以后,那些可以检测心率和呼吸速度的可穿戴式传感器,或许将不再依赖传统的微芯技术,取而代之的或许是新一代柔性有机电子传感器。不同于MEMS加速度传感器这些普通的传感器,这种新型传感器,可以催生医疗和可穿戴设备的新产品,这个市场在未来的发展也被业内广泛看好。

新旧传感器都可以监测重要的身体参数,例如体温、心率和呼吸速率。压力传感器甚至可以帮助用户提高高尔夫球挥杠技巧或者检测年长病患的走路模式,判断出帕金森病或者多发性硬化症的迹象;温度传感器还可以检测仓库中的医用疫苗。尽管,最近来自伊利诺伊州大学的科研人员研发出了一种可以在水中溶解的硅电路板、硅芯片和硅传感器。但就目前的情况来看,大量硅或金属传感器的存在仍是一个棘手的问题。因此,在上述功能的基础上,有机传感器比起这些用硅或者金属做的传感器更有优势,因为每个国家都在担心电子垃圾堆积填埋场的问题。

下面,我们来看看三个在医疗领域,与这种新型柔性材料应用相关的传感器产品或技术的案例。

柔性人工皮肤

去年,以色列一家技术研究所使用金纳米粒子附着在PVC表面上用来制成了人工皮肤。这款人工皮肤使用的便是一种低廉的柔性压力传感器,它可以精确检测压力、湿度和温度。这款人工皮肤,可专门为截肢患者设计,用来制作新的假肢。同时,也可为机器人提供与人类皮肤类似的人工皮肤用来进行各种测试。

软机器人

一种内嵌柔性材料制作的传感器、并能移动和伸缩的机器人,即将在医疗领域大显身手。最近,美国普渡大学研究人员在构成机器人的棉质布料中,混合了由柔性聚合物制成的传感器和记忆金属制成的线状驱动器。

记忆金属在加热升温时,便会蜷曲收缩,使布料“动起来”。该研究的目标,是借此技术开发可嵌入可伸缩“皮肤”的“软机器人”。它们将会帮助未来的机器人获得拥有“触觉”的“皮肤”,成为增强人体力量和耐力的机器人外衣,并能利用到医疗领域。

                              村田的薄膜温度传感器示意图

村田的薄膜温度传感器

另外,作为传感器专家网的长期友好的合作伙伴,村田公司最近开发的薄型柔性温度传感器,可用于测定体表温度的热敏电阻。它可以准确的测定体表温度,运动时的热量消耗等。这款产品除了可用于机壳内部热设计要求高的智能手机及平板电脑之外,还可用于使用温度信息作为人、物状态监测指标的可穿戴设备中。