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開發(fā)的自供電水凝膠傳感器,用于醫(yī)療保健、人機交互和環(huán)境監(jiān)測

傳感器專家網 ? 來源:傳感器專家網 ? 作者:傳感器專家網 ? 2023-08-10 15:31 ? 次閱讀
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傳感新品

【英國帝國理工學院:開發(fā)的自供電水凝膠傳感器,用于醫(yī)療保健、人機交互和環(huán)境監(jiān)測

近日,英國帝國理工學院與格拉斯哥大學的學者合作展望了不同能量轉換效應在自供電水凝膠傳感器的應用前景,文章的標題為 “Self-powered hydrogel sensors”。

討論了最新的研究進展,重點介紹了近年來開發(fā)的自供電水凝膠傳感器的結構設計和相應的應用場景,包括醫(yī)療保健、人機交互和環(huán)境監(jiān)測。最后,總結了該領域當前面臨的挑戰(zhàn),并提出了未來的發(fā)展方向。相關評論文章于2023年7月21日發(fā)表在Cell Press細胞出版社旗下期刊《Device》上。

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從人機交互的發(fā)展到電子皮膚或醫(yī)療和環(huán)境監(jiān)測,一系列關鍵技術都依賴于各種物理和化學信號的快速收集和解釋。柔性多模傳感器因其優(yōu)異的機械性能、環(huán)境適應性、對電信號敏感等而受到關注。然而,由橡膠、彈性體和其他聚合物組成的柔性傳感器的自愈性差、可降解性有限、可逆自粘附弱等限制了其應用。由易于功能化和刺激響應性水凝膠復合材料制成的柔性傳感器在生物醫(yī)學、電子皮膚和軟機器人等領域得到了廣泛的研究。盡管基于水凝膠復合材料的柔性傳感器的開發(fā)可以克服這些限制,但目前大多數水凝膠傳感器主要由外部能源驅動,這限制了它們的應用。

能量轉換技術的發(fā)展為設計和制造具有連續(xù)能源供應的自供電水凝膠傳感器鋪平了道路。納米發(fā)電機 (NG)可有效地收集各種能源(即雨滴的動能、運動的機械能、機器運轉的熱能等)并將其轉化為電能。在水凝膠中構建基于納米發(fā)電機的自供電結構有助于改善定期更換和處置電池所產生的環(huán)境問題,也可以拓寬柔性水凝膠電子器件的應用場景

在過去的幾年里,在動能、熱能和化學能轉化為電能方面取得了巨大進展。但大規(guī)模生產和應用仍面臨一些挑戰(zhàn),新技術仍有發(fā)展空間。

·多種能量轉換效應的疊加會增加材料的使用數量和結構的復雜性,不利于器件的小型化。為了提高收集效率,拓寬應用場景,研究人員應該通過調整發(fā)電裝置的化學成分和優(yōu)化整體結構設計來減少發(fā)電裝置所需的空間。

·生物相容性、可植入性、濕粘附性、可拉伸性、柔韌性和可降解性等其他特性在設計用于健康監(jiān)測的自供電水凝膠傳感器至關重要。因此,有必要開發(fā)強大的濕粘附力。這里,對自然結構的研究可以提供有用的設計指南。

·應進一步研究和提高自供電水凝膠傳感器的穩(wěn)定性或長期耐用性。有必要通過優(yōu)化結構設計/組件、使用新型摩擦電聚合物層、設計強界面鍵合結構以及在多個預定義環(huán)境中進行測試來提高傳感器的穩(wěn)定性和使用壽命。

·自供電水凝膠傳感器許多這些不同的應用都有一些共同的要求:耐用性,對周圍環(huán)境的影響最小(有時是可生物降解性),需要收集多種物理和化學信號。這些要求可以通過適應性水凝膠化學來滿足。

·在傳感器開發(fā)方面,高性能材料的制備、器件結構的優(yōu)化以及最終產品的多功能化、集成化和小型化仍然是主要的研究挑戰(zhàn)。解決這些問題需要生物學、化學、物理學和材料科學等不同研究領域的學者之間的合作,以推進一系列設備的開發(fā),這些設備可能對向更健康、凈零社會的過渡產生非常大的影響。

傳感動態(tài)

【森霸傳感 “感知”入微拓寬新賽道,打破國外企業(yè)對工藝、材料技術的壟斷】

“把傳感器做得越來越小、越來越薄、越來越智能,在萬物互聯(lián)的時代,未來的市場就更廣闊、產品競爭力就越來越強?!?月20日,在位于社旗縣的森霸傳感科技股份有限公司(以下簡稱“森霸傳感”),總經理廉五州道出了“小產品”背后的“大賽道”。

從感應人體的自動水龍頭、檢測到燃氣泄漏能報警斷閥的安全裝置,到自動駕駛車輛上的各類感應控制裝置、能自動避障的無人機,在不同的場景、不同的產品和領域,傳感器是必不可少的元器件,更是引領未來科技多元應用的驅動器。在這條賽道上,森霸傳感從細分領域起步,經過近20年的深耕,已經從后發(fā)趕超站到了逐步領先的位次。

“我在森霸傳感工作了17年,見證了技術和人才的多次迭代。”今年40歲的森霸傳感研發(fā)部部長常飛告訴記者,森霸傳感從2005年由深圳遷駐社旗,在這里,創(chuàng)始團隊一步步攻克傳感器生產工藝、材料和設計等關鍵環(huán)節(jié),實現(xiàn)了核心鏈條的自主供應。

弱水三千,只取一瓢。應用類傳感器門類眾多,細分類別可達千余種。森霸傳感賴以起家的產品,早期聚焦于熱釋電紅外傳感器和可見光傳感器兩大系列。這兩大類傳感器主要應用于LED照明、數碼電子、智能穿戴和安防、交通、醫(yī)療、家居等領域。

“傳感器行業(yè)發(fā)展,與中國制造業(yè)進步同頻共振,更離不開市場的發(fā)展壯大?!绷逯菡f,通過自主研發(fā)創(chuàng)新,他們掌握了紅外、光敏兩大傳感器產品的系列生產配方和工藝,由此向上游材料和下游成品應用鏈條持續(xù)延伸、拓展,“這充分證明,技術研發(fā)是企業(yè)發(fā)展的核心動能?!?/p>

如今,在森霸傳感的企業(yè)發(fā)展版圖上,研發(fā)、制造端的深耕細作已“開枝散葉”。他們不但成功攻克了壓力傳感器、氣體傳感器和火焰?zhèn)鞲衅鞯刃骂I域關鍵技術,還逐步夯實了管理、服務、銷售等基礎。位于社旗縣的制造基地被認證為省級智能化工廠、綠色工廠和國家級專精特新“小巨人”企業(yè),邁入高質量發(fā)展的快車道。

“我們在行業(yè)內率先推出了第三代SMD塑封貼片傳感器,具有工藝更先進、壽命更長久、應用更廣泛的特性,尤其是高耐熱性和可定制化,非常適合各類智能產品?!背ow介紹,這種新型傳感器再次打破了國外企業(yè)對工藝、材料技術的壟斷,是我國在傳感領域的又一次趕超。

今年6月,位于社旗縣的森霸傳感產業(yè)園正式開工建設,這是森霸傳感打造“雙百億”企業(yè)和新一代傳感器鏈條的新平臺、新希望。

【蘇州固锝:擬由固锝電子科技向AICS增資2520萬元】

日前,蘇州固锝公布,為滿足公司的馬來西亞全資孫公司AIC SEMICONDUCTOR SDN.BHD.(“AICS”)的生產經營需求,公司擬以自有資金2520萬元人民幣向全資子公司固锝電子科技(蘇州)有限公司(“固锝電子科技”)進行增資,并在本輪增資完成后由固锝電子科技向AICS增資2520萬元人民幣(約350萬美元)。

此次增資完成后,固锝電子科技的注冊資本由11300萬元變?yōu)?3820萬元,AICS的注冊資本由2881.5萬美元增至3231.5萬美元(最終注冊資本以工商登記核準結果為準)。

此次增資注入的資金主要用途為購買設備、原材料以及補充流動資金等日常經營所需。

由于地緣政治原因,海外客戶需要在中國以外地區(qū)尋求合作。半導體是馬來西亞的支柱產業(yè),半導體產業(yè)生態(tài)環(huán)境成熟,是目前海外客戶最先考慮的產業(yè)地區(qū)。AICS工廠在馬來西亞吉打科技園,周邊半導體公司林立,AICS需要抓住機會,依托總部的資金和技術,迅速建立產能,擴大海外生產基地的規(guī)模。

資料顯示,蘇州固锝專注于半導體整流器件芯片、功率二極管整流橋和IC封裝測試領域,目前已經擁有從產品設計到最終產品研發(fā)、制造的整套解決方案,在二極管制造方面具有較高水平。

【日本對先進半導體制造所需設備追加出口管制 外交部:已向日方交涉】

月24日電,日本《朝日新聞》7月22日報道稱,日本政府將從23日起對先進半導體制造所需的23個品類的半導體設備追加出口管制。此舉旨在防止中國生產先進半導體,也是對美國收緊對華限制的響應。在7月24日舉行的外交部例行記者會上,有記者就該管制詢問中方回應。


對此,中國外交部發(fā)言人毛寧說,日方不顧中方的嚴重關切,執(zhí)意出臺和實施對華指向性明顯的出口管制措施,中方深感遺憾和不滿,已經在不同層級向日方提出了嚴正交涉。近年來個別國家將經貿問題政治化泛安全化,包括濫用出口管制措施在內,頻繁動用行政手段強推高科技領域“脫鉤斷鏈”。這些錯誤做法違背市場經濟規(guī)律,違反自由貿易原則和國際經貿規(guī)則,不僅讓相關企業(yè)蒙受損失,也影響地區(qū)乃至全球半導體產業(yè)鏈供應鏈的安全和穩(wěn)定。

毛寧說,中方敦促日方從中日經貿合作的全局和自身長遠利益出發(fā),恪守國際經貿規(guī)則,不得濫用出口管制措施,避免有關舉措干擾兩國正常的半導體產業(yè)合作。我們將密切關注管制政策的影響,堅決維護自身的利益。

【東風汽車牽頭,3款車規(guī)級芯片成功試產填補國內空白】

7月23日,湖北省車規(guī)級芯片產業(yè)技術創(chuàng)新聯(lián)合體2023年第一次大會暨創(chuàng)新技術論壇披露:由東風汽車集團有限公司(以下簡稱“東風公司”)擔任理事長單位的車規(guī)級芯片產業(yè)技術創(chuàng)新聯(lián)合體在關鍵核心技術掌控方面“掛果”初顯。

該聯(lián)合體由東風公司聯(lián)合8家企事業(yè)單位和高校在2022年5月組建,致力于融匯政產學研合力,實現(xiàn)車規(guī)級芯片完全自主定義、設計、制造、封測與控制器開發(fā)及應用。

一年來,聯(lián)合體成員單位通過創(chuàng)新資源和創(chuàng)新要素組織,形成了目標一致、相互協(xié)同、內生動力強、創(chuàng)新效率高、創(chuàng)新成果迸發(fā)的體制機制,創(chuàng)新成果不斷涌流——制定“3+X”規(guī)劃,高質量實現(xiàn)3款國內空白車規(guī)級芯片首次流片;完成國內首款基于RISC-V指令集架構車規(guī)級MCU芯片設計;產出發(fā)明專利及集成電路布圖50余項、起草車規(guī)級芯片團體標準1項,獲得2022年度湖北省高價值專利金獎2項、銀獎多項。

伴隨新能源智能網聯(lián)汽車技術發(fā)展,車規(guī)級芯片需求呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長。作為在鄂央企和制造業(yè)“龍頭企業(yè)”,東風全力積極推動企業(yè)轉型升級和經營回升的同時,積極發(fā)揮企業(yè)創(chuàng)新主體作用,將車規(guī)級芯片關鍵核心技術掌控和供應鏈安全穩(wěn)定作為重點工作推進。

東風公司副總經理、黨委常委尤崢表示,未來,東風公司將堅持科技創(chuàng)新,堅持底線思維,堅定不移推動民族汽車品牌向上,堅定應用牽引主基調,著力補齊關鍵必要短板,實現(xiàn)***“應用盡用”,搶占智能網聯(lián)新賽道,運用新技術新產品,構筑新能源智能網聯(lián)汽車競爭優(yōu)勢。

iPhone 15初期備貨量降逾8% 果鏈企業(yè)已感受到“寒氣”】

據臺灣電子時報今日報道,蘋果供應鏈消息稱,2023年iPhone 15零部件備貨力道不及2022年同期,略估初步備貨量僅約8300萬~8500萬支水準,同比下降逾8%。2022年同期iPhone備貨預估量約9000萬支以上,甚至“還有喊到近1億支”。

的確,從細分零部件環(huán)節(jié)來看,2023年的iPhone備貨氛圍顯得頗為悲觀消極。

其中,VCM(音圈電機)環(huán)節(jié),以往蘋果VCM大宗訂單由日系ALPS、Mitsumi等公司拿下,而2023年日系廠商釋放的信號,確實不如2022年強勁。

顯示屏環(huán)節(jié),上周已有報道指出,iPhone 15及iPhone 15 Pro Max顯示屏在制造方面遭遇困難,可能導致這兩個機型在9月上市時的設備數量有限。The Information透露,蘋果的供應商為這兩款機型采用了新的制造工藝,給LG Display制造的顯示屏帶來了問題。

另外,光學龍頭大立光近日更“敲響警鐘”——目前手機客戶普遍悲觀,沒有一家樂觀,“包括準備發(fā)表新機的客戶也是”。

之前市場認為,手機市場已開始出現(xiàn)回溫,但大立光董事長林恩平認為,這只是中低階手機市場銷售的略為走升,至于高階市場的銷售,客戶端看法仍然相對保守,主要問題在于“賣不好”。

他補充稱,大立光客戶端的4-5月拉貨動能都比3月要差,主要原因為對于高階潛望式手機鏡頭、8P鏡頭等,客戶雖然都有濃厚興趣,但相對在銷售層面看法保守,即使納入設計,相對采購量也不大。

潛望式鏡頭方面,林恩平指出,目前客戶均積極尋求導入,高低端都有。目前模組廠良率已克服,但傳感器良率較差,“下半年新機出貨有往后延遲一點”——值得注意的是,iPhone 15系列的亮點之一便有望包含潛望式鏡頭設計,市場猜測此番表述與iPhone 15有關。

總體而言,美國銀行分析師Wamsi Mohan在報告中指出,iPhone 15設備可能會推遲“幾周”,部分機型或將推遲到10月上市,但The Information認為蘋果仍將如期在9月份上市iPhone 15的Pro系列。

審核編輯 黃宇

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