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从升温12.3°C到仅0.3°C!HCA气凝胶传感器革新户外运动监测

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柔性压力传感器应用广泛,然而温度波动易使其传感性能不稳定,限制了在长期健康监测等方面的发展,比如在室外运动分析、机器人抓握感知时会遭遇极端温度条件,因此有必要开发能保持功能工作温度的被动等温传感器。

虽然现有多种热界面材料与柔性传感器集成用于散热,但都存在各自局限,被动式日间辐射冷却(PDRC)虽为有前景的替代方案,却存在低温过冷问题,同时非辐射因素如隔热对于实现平衡热管理也十分关键。

气凝胶因高孔隙率和超低导热性可充当隔热材料,不过无机气凝胶存在机械性能与热稳定性兼容问题,凯夫拉纳米纤维气凝胶、超木质化碳纳米管(SACNT)气凝胶虽具备一定热调节功能,但前者用于热开关应用,后者基于单一隔热性能且需较大变形。

本文亮点在于提出用分级纤维素气凝胶(HCA)作顶部摩擦层的被动等温柔性传感器,它能借助辐射冷却和隔热来适应动态热环境,HCA的辐射冷却效应可在夏季为传感器降温。

其中空微纤维能减少冬季内部热量损失,所制备的传感器能够在0 - 100°C的宽广温度范围内保持额定工作温度,可抓取冷热物体,并且在阳光直射下监测人体运动时,传统传感器温度会上升12.3°C,而该传感器仅上升0.3°C。 

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回复传感密码:对于健康监测来说,长期稳定性真的很重要,这个新传感器看起来能够满足这一需求,希望可以尽快看到更多实际应用案例
回复传感密码:HCA的空心微纤维设计在冬季减少热量损失这一点特别棒,这样传感器在不同季节都能稳定工作
回复传感密码:凯夫拉纳米纤维气凝胶和SACNT气凝胶虽然有一些热调节功能,但它们的应用范围还是太窄了点
回复传感密码:这个柔性压力传感器的问题确实让人头疼,温度一变化就影响性能,现在终于解决了

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