新型噴涂裝置可將衣服變成運(yùn)動(dòng)傳感器
日前,來自美國普渡大學(xué)的科學(xué)家開發(fā)出了一種新型噴涂裝置,以及柔性且導(dǎo)電的聚合物,利用該裝置將聚合物噴涂到任何衣服上,都能將其變成可穿戴傳感器,可用于在物理治療期間監(jiān)測人體的運(yùn)動(dòng)情況。相關(guān)論文發(fā)表在最新一期《ACS納米》雜志上。
新研制的噴涂裝置包含兩個(gè)腔室,每個(gè)腔室都填充了不同的化合物。這些化合物僅在噴涂過程中混合并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成聚合物。在這種反應(yīng)中形成的固體、有彈性且能導(dǎo)電的聚合物隨后會(huì)撞擊織物,成為應(yīng)變傳感器最重要的組成部分。研究人員表示,他們能以亞毫米精度以任何方式放置聚合物。 當(dāng)他們拉伸織物時(shí),聚合物圖案,比如波浪線或螺旋形,會(huì)隨之拉伸,從而改變其電阻。研究人員在手套或護(hù)膝上噴涂一個(gè)圖案,然后通過在聚合物中通小電流并監(jiān)測其電阻的變化來檢測手或腿關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)。 研究發(fā)現(xiàn),這種方法適用于棉、羊毛和萊卡等常見織物。此外,在聚合物上添加商業(yè)織物密封劑后,這些衣服即使經(jīng)過30次洗滌,仍能繼續(xù)作為傳感器工作。 研究人員表示,這種噴涂方法可用于物理治療或其他醫(yī)療環(huán)境,在患者的衣服上添加傳感器比使用更笨重的帶有硬部件和電線的設(shè)備更實(shí)用。他們希望設(shè)計(jì)出更多化合物組成略有不同的聚合物,讓這些聚合物不僅可感知應(yīng)變,還可感知壓力、溫度或汗液中存在的化學(xué)物質(zhì)等特性。 |