纺织基柔性触觉传感器及可穿戴应用进展北大核心CSCD

触觉传感器是智能可穿戴设备和人机交互领域的重要研究方向,引起了人们广泛的关注。传统刚性材料的触觉传感器普遍存在坚硬且不适合穿戴交互等瓶颈问题,限制了其在可穿戴领域的应用。纺织基柔性触觉传感器由于其高灵敏性、柔软性和可穿戴性成为触觉传感材料的首选。本文综述了几类纺织基柔性触觉传感器的原理和应用,包括电阻式、电容式、压电式和摩擦电式。结果表明:纺织基柔性触觉传感器由于其特殊的纺织结构,有优异的线性度、灵敏度、耐久性和稳定性。高灵敏性、耐久性和可穿戴性是纺织基柔性触觉传感器的优势和重要发展方向。     

纤维材料与可穿戴技术的融合与创新

针对目前柔性智能可穿戴领域面临的产品功能单一、续航能力低、穿着舒适性差及三维扭曲形变时与人体贴合性不佳等问题,研究了基于纺织、材料、电子、通信、生物、能源及环境等多学科交叉领域的柔性智能可穿戴纺织品,分析了纤维基柔性智能可穿戴器件的制备方法、组成结构、三维形变与性能之间的关系。综述了近年来可 穿戴技术与产品的研究进展及纤维材料在柔性应变传感器、有机电化学晶体管基生化传感器、超级电容器、微生物燃料电池等柔性智能可穿戴领域的最新应用,指出可穿戴技术与纺织材料的融合是可穿戴产品发展的必然趋势和客观需求。     

纤维基可穿戴电子设备的研究进展

为促进纤维基柔性可穿戴电子产品的发展,推动柔性可穿戴电子产品的更新换代,带动传统纺织服装行业的转型升级,归纳了近几年柔性纤维基可穿戴电子设备的研究进展,并对其进行系统分类,包括传感器、能量收集储存设备和其他功能性电子设备;讨论了目前纤维基可穿戴电子设备中存在的问题和面临的困境;指出多领域交叉综合、电子集成以形成系统、对人体安全无危险、可洗且穿着舒适是柔性纤维基可穿戴电子设备的发展趋势,而基于纤维或纱线基的柔性可穿戴电子设备将成为下一代多功能柔性可穿戴电子产品的发展重点。     

智能可穿戴柔性压力传感器的研究现状与发展趋势

探讨国内外可穿戴柔性压力传感器的研究进展。分析当前柔性压力传感器的缺陷和在智能纺织品中应用的局限性因素。系统阐述柔性织物基压力传感器的制备、工作原理、结构、工艺与性能,重点探讨柔性织物基压阻式、电容式、压电式压力传感器和三维织物基压力传感器的传感性能,总结柔性织物基压力传感器开发、应用研究中需要解决的问题。结果表明,柔性织物基压力传感器及其结构的创新研究在智能可穿戴领域具有推动性作用。     

绒面织物基摩擦电式压力传感器的制备及其应用

传统压力传感器普遍存在可穿戴性差、电源供电不便等瓶颈问题，限制了其在可穿戴领域的应用，因此，研发具有柔性可穿戴和自供电功能的传感器是亟需突破的新策略。受冬季绒面衣物与人体摩擦易产生静电的启发，将摩擦纳米发电技术与柔性纺织材料相结合，提出了一种基于纺织结构的新型摩擦纳米发电机。以不同绒面织物作为摩擦层材料，制备了一种摇粒绒织物基摩擦电式自供电压力传感器(f-TENG),研究绒面结构类型对摩擦电输出性能的影响规律。f-TENG的绒面结构和高比表面积赋予了其良好的可水洗、连续化生产、低成本的特点，以及出色的电输出性能(40 V,5 cm×5 cm),可以点亮50个串联的LED灯泡。f-TENG可被用于多种应用场景中，采集人体运动的能量产生电信号，展示了纺织品在自供电智能可穿戴设备方面的应用潜力。     

纺织基柔性压力传感器研究进展

智能纺织品可以与穿戴者或者环境进行数据跟踪和交流,这在健康监测、健身,以及公共安全等领域都具有非常广泛的应用前景。以纺织基柔性压力传感器的工作原理、常用材料、制备方法为分类依据,基于国内外最新研究成果介绍纺织基柔性压力传感器的研究进展以及最新应用,指出纺织基柔性压力传感器目前仍面临的挑战,如耐用性、生物安全性、洗涤稳定性等。并提出未来基于纺织品的压力传感器在人体运动健康监测、电子皮肤、医疗、机器人等领域的应用会越来越广泛。     

织物基柔性传感器研究进展

纺织品可穿戴柔性传感器具有质量轻、制备成本低、透气性好等优点,已成为可穿戴电子产品不可或缺的一部分。根据近年来织物基柔性传感器的研究进展,文章从针织物基柔性传感器、梭织物基柔性传感器和非织造布基柔性传感器3方面,综述织物基柔性传感器的制备、性能和应用领域,并对柔性传感器性能、尺寸、数据采集和处理能力的发展前景进行展望,为织物基柔性传感器发展提供新思路。     

电子纺织品在智能可穿戴领域的研究进展

为了使电子、通信、生物等要素融入纺织行业形成多功能化的智能纺织品,综述了近年来电子纺织品在智能可穿戴领域的研究进展,列举了压力传感器、拉力传感器等智能纺织基传感器,讨论了交互式电子纺织品在人体可穿戴中的应用.结果表明:电子纺织品因电子器件等模块的加入而提高了价格;由于智能可穿戴设备存在体积大、非柔性、穿戴异物感强等缺陷...     

纺织基柔性染料敏化太阳能电池的研究进展

柔性染料敏化太阳能电池可为可穿戴设备解决供电问题并实现服装一体化,同时能减少能源消耗。为全面探究纺织基柔性染料敏化太阳能电池在纺织领域的应用前景,首先简述了染料敏化太阳能电池的发展现状、主要组成结构、工作机制和性能评价方法,重点介绍了柔性纤维状电池与纺织基底平面电池的研究进展;其次,通过分析电极制备与电池组装方式的特点,指出在当前纺织领域尚未解决的太阳能电池问题,同时总结了纺织基柔性染料敏化太阳能电池电解质与敏化染料的研究进展;最后指出电池电极、染料以及电解质的发展方向,并对纺织基柔性染料敏化太阳能电池的发展提出展望。     

柔性可穿戴电子传感器的现状及发展趋势

智能纺织品是指具备感知和反馈功能,并保留纺织品固有风格和技术特征的一类新型纺织品,由于其具有柔软和自适应等特点,近年来被广泛研究。柔性可穿戴技术和柔性导电纺织材料是智能纺织品发展的重要基础,而柔性传感器是其实现智能化的核心部分。对柔性可穿戴技术的发展进行了概括总结,并根据工作原理的不同,分别介绍了柔性电容式传感器、柔性压电式传感器和柔性压阻式传感器的原理、制作方法、与纺织材料的结合方式以及在智能纺织品上的应用等。     

基于碳纳米管的可穿戴柔性传感器研究进展

天津工业大学纺织科学与工程学院;智能可穿戴电子纺织品研究所; 摘要:碳纳米管具有优异的电化学性能和生物相容性,基于碳纳米管材料的柔性传感器具有灵敏度高、成本低和兼容性良好等独特优势,在诸多领域得到广泛应用。首先阐述碳纳米管的性能及分类,然后综述几类基于碳纳米管的典型柔性传感器的研究进展,包括柔性压力传感器、柔性应变传感器、柔性温度传感器、柔性湿度传感器及其他柔性传感器等,详细介绍他们的传感原理、制备方法和传感性能。最后指出柔性传感器目前存在的问题,并对其发展前景进行展望。     

纤维基柔性智能可穿戴技术在智能运动服装上的应用

智能运动服装作为纤维基柔性智能可穿戴技术的重要应用领域,存在巨大的市场潜力。为探索纤维基柔性智能可穿戴器件在智能运动服装产业化应用的发展潜力,文章分析了智能运动服装的特性及其产业化应用进展,阐述了应用于智能运动服装的纤维基柔性智能可穿戴器件(包括柔性传感器、柔性超级电容器、柔性纳米发电机和柔性天线等)的研究进展。研究表明:为实现纤维基柔性智能可穿戴技术在智能运动服装领域的进一步应用,需要提升智能运动服装产品的舒适度、耐久性、数据准确性,推进器件的柔性化、微型化,降低生产成本,完善产品功能等。     

前沿

<正>曼彻斯特大学研发出柔性纺织电池据报道,曼彻斯特大学研究人员将导电氧化石墨烯直接打印到棉织物上,研发出一种灵活的柔性纺织电池,不仅可以正常为可穿戴设备供电,而且像普通的棉布一样柔韧可水洗。纳兹穆尔·卡里姆(Nazmul Karim)是这项发明项目的研究者之一,他表示柔性纺织电池造就了智能布料的诞生,让可穿戴式电脑成为一种现实。据了解,这种柔性电池设备可以为可穿戴设备进行供电,这将促成可穿     

纺织基柔性力学传感器研究进展

针对纺织基柔性力学传感器成型构筑机理、传感响应原理、应用领域不明确、不清晰等问题,系统综述了近几年国内外纺织基柔性力学传感器的制备、性能及应用的研究,并分别分析了纺织基电阻式力学传感器、电容式力学传感器在人体运动、生命体征检测及人机交互等领域的应用优势。结果表明：一维纤维状传感器和二维织物传感器因其结构可变化性、组合可设计性等特点成为主要的纺织基传感器结构,传感器具有理想的线性度、迟滞性、重复性、灵敏度、稳定性等特性。高导电性、高弹性及回复性、高灵敏性和耐久性是纺织基柔性力学传感器的重要发展方向。     

纺织基应变传感器在健康监测领域的研究进展

纺织基应变传感器因高灵敏度、透气性、可穿戴舒适性和可连续监测等特点,在健康监测领域具备广阔的应用前景,如人体生理信号监测、运动与姿态监测以及远程医疗保健等。针对目前应变传感器透气性、舒适性差,无法满足人体日常穿戴等应用难题,以纺织基应变传感器为研究对象,系统综述了近几年纤维基、纱线基、织物基3种类型的应变传感器及其在健康监测领域中的研究进展,同时分析讨论了纺织基应变传感器存在标准化难,兼容性、稳定性、耐洗性差等问题,指出未来纺织基应变传感器的主要发展方向应聚焦于高集成化及多功能化,并借助人工智能等技术实现远程医疗及个性化健康管理。     

美国开发柔性纺织电池 可编入衣物可水洗

正据外媒报道,美国研究人员开发了一种灵活的柔性纺织电池,它不仅可以正常供电,同时还可以像普通的棉布一样柔韧。作为这项发明的研究者之一,曼彻斯特大学的研究人员纳兹穆尔·卡里姆表示:"柔性纺织电池造就了智能布料的诞生,让可穿戴式电脑成为一种现实。"他认为这种柔性电池设备可以为可穿戴设备进行供电,这将促成屏幕直接使用在衣服布料中,实现更好的健康监测功能和显示设备的可穿戴化。     

智能可穿戴技术现状与应用探讨

分析智能可穿戴技术中柔性传感器和柔性储能系统的研究现状,并结合实例阐述智能可穿戴技术渗透于包括纺织服装、医疗、军事等的多个方面。分析认为,智能可穿戴技术将是未来重要的发展动力之一,具有广阔的发展空间。     

柔性传感器在智能可穿戴中的应用研究进展

智能可穿戴是一项多学科综合交叉的新兴技术,作为其重要组成部分的柔性传感器受到各国研究院所、技术研发企业等的广泛关注。从智能可穿戴技术出发,以传感器物理感知性能为分类依据,综述了近5年柔性传感器的应用研究进展;归纳了目前智能可穿戴技术中柔性传感器在生理参数监测、动作监测以及环境监测领域的应用,以期推动智能可穿戴技术的发展。     

蚕丝基葡萄糖传感器研究进展北大核心CSCD

葡萄糖传感器是糖尿病人监控血糖浓度的必备工具。基于柔性基底开发可用于实时监测的柔性葡萄糖传感器是近年来研究的热点,也是未来应用发展的重要方向。蚕丝具有优异的力学性能、生物相容性及生物可降解性,以蚕丝及蚕丝蛋白与导电活性物质复合开发的柔性葡萄糖传感器展现出优异的传感性能及出色的长期稳定性。本文通过对基于丝蛋白、丝纤维、蚕丝织物开发的蚕丝基葡萄糖传感器的研究进展进行综述,对比所开发的蚕丝基葡萄糖传感器的传感性能,分析其特点及作用机制,并展望蚕丝基葡萄糖传感器在柔性可穿戴传感器领域的发展前景。     

石墨烯基柔性驱动器研究进展

随着柔性机器人、人工肌肉和智能可穿戴纺织品等领域的发展,柔性驱动器受到了越来越多的关注。文中指出二维的石墨烯材料具有优异的导电性、导热性、电热转换和光热转换性能,在柔性驱动器的制备中备受青睐。介绍石墨烯基柔性驱动器的类型、致动原理、性能及其相关应用研究进展,并对石墨烯基柔性驱动器在未来的发展方向进行了展望。