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中国激光 2024年第4期51卷 236-265页

作者：蔡子墨匡翠方杨华勇洪明辉徐凯臣流体动力基础件与机电系统全国重点实验室浙江大学机械工程学院浙江杭州310027 极端光学技术与仪器全国重点实验室浙江大学光电科学与工程学院浙江杭州310027 萨本栋微米纳米科学技术研究院厦门大学机电工程系福建厦门361102

柔性微纳传感器的新兴发展对先进制造技术提出了更高要求。其中,激光融合制造充分集成激光增材、等材、减材加工形式,凭借高精度、非接触、机理丰富、灵活可控、高效环保、多材料兼容等特点突破了传统制造在多任务、多线程、多功能复合... 详细信息

柔性微纳传感器的新兴发展对先进制造技术提出了更高要求。其中,激光融合制造充分集成激光增材、等材、减材加工形式,凭借高精度、非接触、机理丰富、灵活可控、高效环保、多材料兼容等特点突破了传统制造在多任务、多线程、多功能复合加工中的局限,通过激光与物质相互作用实现跨尺度“控形”与“控性”,为各类柔性微纳传感器的结构-材料-功能一体化制造开辟了新途径。本文首先分析激光增材、等材与减材制造的技术特点与典型目标材料,展示激光融合制造的技术优势,接着针对近年来激光融合制造在柔性物理、化学、电生理与多模态微纳传感器中的典型应用展开讨论,最后对该技术面临的挑战以及未来发展趋势进行了总结与展望,通过多学科交叉互融,开辟柔性微纳传感器制造新路径,拓展激光制造技术的应用场景。

关键词：激光融合制造激光-物质相互作用微纳制造柔性电子柔性微纳传感器

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微弱机械信号探测的柔性微纳传感器研究

微弱机械信号探测的柔性微纳传感器研究

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作者：杨杰宇齐鲁工业大学

学位级别：硕士

当下生活节奏的加快,以及现代人不健康的生活方式,导致心血管疾病(CVDs)(包括心肌病、冠心病、高血压等)的发病率逐步增高,并且患病人群也趋于年轻化。随着全球人口老龄化的加剧,心血管疾病已成为全球死亡率最高的疾病。疾病的严重性和... 详细信息

当下生活节奏的加快,以及现代人不健康的生活方式,导致心血管疾病(CVDs)(包括心肌病、冠心病、高血压等)的发病率逐步增高,并且患病人群也趋于年轻化。随着全球人口老龄化的加剧,心血管疾病已成为全球死亡率最高的疾病。疾病的严重性和随之而来的风险也在促使人们不得不更加关注自己的心血管健康,因此当下迫切需要一种简单、易操作、并且能够用于长时间实时检测心血管健康的方法以降低患上心血管疾病的风险。与医院的传统大型心电检测设备相比,可穿戴式柔性传感器因为具有便携性、长期实时监测性和低成本的优势逐渐引起了人们的广泛关注。基于上述背景,本课题设计并制备了基于碳材料和高分子聚合物材料的柔性传感器,用于检测人体信号,以评估身体健康情况。具体内容如下:本课题制备了一种锌纳米颗粒修饰夹层传感器。利用锌纳米颗粒修饰夹层后制备的器件具有较大的应变响应范围(0-25%)和较高的灵敏度(GF=31.63),其最大压力灵敏度可以达到7.88×10k Pa,并表现出良好的耐久性(>5000次压力加载/释放循环)和可重复性(5000次循环后灵敏度保留率为96.71%)。此外,本传感器还显示出了在健康检测方面的巨大潜力,该传感器可用于检测不同运动状态下的实时脉搏信号,进而评估人体心血管健康状况。因此,该传感器能够对提前预测心血管健康状况、降低目前心血管疾病的高发病率起到重要作用。此外,本课题制备了一种电场排列CNT-GR/PDMS杂化复合材料传感器。通过两个步骤改进了干混法的制备工艺,实现了制备过程无毒化,并同时保留了传感器的关键检测性能,改进后制备器件可作为安全检测人体健康信号的高灵敏度传感器。在该传感器的设计中,我们通过两步改进了器件的性能:(a)在传统干混法制备的GR/PDMS中掺入CNT,制成CNT-GR/PDMS杂化复合材料(b)在制备CNT-GR/PDMS过程中,分别施加频率为10 k Hz的4×10V/m正弦交流电场和10 k Hz+1 k Hz的4×10V/m复合电场,制成电场排列的CNT-GR/PDMS杂化复合材料。通过以上优化方式,施加4×10V/m 10 k Hz+1 k Hz电场排列的CNT-GR/PDMS杂化复合材料的电学性能、力学性能和检测性能都得到了巨大改善,其中电导率提升至0.42 S/m;杨氏模量提升至2.38 MPa、拉伸强度提升至0.81MPa、断裂拉伸率提升至120%;应变检测范围提升至25%,灵敏度GF提升至307。最后,将本课题制备传感器用于人体健康监测,实验结果证明了其作为健康检测传感器的高灵敏度、高检测范围和高生物相容性,也显示出了在人体微弱机械信号检测的卓越性能。

关键词：柔性微纳传感器高灵敏度机械信号检测健康监测

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中医切脉模拟之困境

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科学 2017年第4期69卷 34-36页

作者：董军中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所学科交叉综合研究部

中医面临的问题在于难以理解其自身发生规律与背后机理，无论证实抑或证伪均需大量有针对性的探索，而它的有用性已由两千多年的实践所证明，当辩证看待其特色与优势。中医切脉模拟的瓶颈是传感器设计。

关键词：经验人工智能中医切脉柔性微纳传感器

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