健康监测

摩擦电纳米发电机作为微系统元件的大量应用拓宽了先进医疗监测和绿色能源系统的获取途径。最近对可穿戴电子技术的研究集中在更复杂的结构和昂贵的材料用于感官应用，导致商业可行性降低。在这里，我们报告了一种生物兼容性、成本效益、高度敏感、结构简单、多功能和可穿戴的摩擦电纳米发电机( TENG )作为一种通用的健康监测装置。采用纤维素纸和聚二甲基硅氧烷( PDMS ) /聚四氟乙烯( PTFE )共聚物电极制备了这种摩擦电式万能健康监测装置( TUHMD )。该装置通过机械触发，对与人体肌肉和呼吸系统相关的多种身体运动表现出高灵敏度和显著的相同信号。该装置还被观察到对声带振动敏感。该设备与计算机辅助系统的集成提供了生理运动的实时数据，可能对个性化医疗、康复和远程监测病人有用。该装置还测试了30 ~ 90拍每分钟( BPM )负载频率，以观察装置的摩擦电性能。TUHMD显示了响应作为一个摩擦电纳米发电机，其范围为12 V，电荷积累可忽略不计，最大容性能为11 F。这种智能装置显示了一个潜力成为一个先进的生物医学传感器，以维持全面的医疗或监测应用。

压电材料作为换能器和能量收集器在传感器领域已经使用了几十年。其中，压电复合材料在生产、成本和通用性方面正变得极为有利。然而，随机分散填料的复合材料的压电性能与块体铁电陶瓷和电活性聚合物并不相同。为了获得高性能、低成本的材料，本工作旨在在聚二甲基硅氧烷( PDMS )基体中，以锆钛酸铅( PZT )为填料，制备具有准1 - 3连接的柔性复合材料。这种结构由沿择优取向排列的柱状粒子组成，在聚合前和聚合过程中施加交变电场，通过介电泳实现。所研制的柔性材料可以引入到各种应用领域的复杂结构中，作为结构监测的传感器。

压电材料作为换能器和能量收集器在传感器领域已经使用了几十年。其中，压电复合材料在生产、成本和通用性方面正变得极为有利。然而，随机分散填料的复合材料的压电性能与块体铁电陶瓷和电活性聚合物并不相同。为了获得高性能、低成本的材料，本工作旨在在聚二甲基硅氧烷( PDMS )基体中，以锆钛酸铅( PZT )为填料，制备具有准1 - 3连接的柔性复合材料。这种结构由沿择优取向排列的柱状粒子组成，在聚合前和聚合过程中施加交变电场，通过介电泳实现。所研制的柔性材料可以引入到各种应用领域的复杂结构中，作为结构监测的传感器。

快速高效制造的高灵敏度柔性电容压力传感器( FCPS )具有友好的人机交互功能。本文采用两步模板法从荷叶表面制备仿生微塔聚二甲基硅氧烷( PDMS )，研制了一种高灵敏度FCPS。该电容传感器由PDMS介质层和夹在中间的Cu纳米线电极组成，灵敏度高达~ 1.207   kPa - 1，检出限小于0.02   kPa，响应时间快达61.6   ms。特别地，当弯曲半径为5   mm时，传感性能基本保持不变。此外，FCPS能够经受4000次重复测试，保持性能稳定，在加载和卸载过程中灵敏度几乎相同，具有较高的鲁棒性。这些结果表明，FCPSs在电子可穿戴、人体健康监测和表面不平整应用方面具有潜在的应用前景。