吉林大学:研发高机械强度的可降解仿生应变传感器

2022-09-19
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摘要 该传感器可以在较大的外部张力、冲击载荷甚至水下环境下保持正常性能,为极端恶劣环境下的环保柔性传感器提供了新颖的设计原理。

传感新品

【吉林大学:研发高机械强度的可降解仿生应变传感器

柔性应变传感器因其广阔的应用前景而受到广泛关注。然而,目前大多数柔性应变传感器由于强度低,随着载荷的增加其性能会受到很大影响,可能无法保持正常的传感性能,严重制约了传感器的推广和应用。此外,大量报道的应变传感器由合成高分子材料制成,包括聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚二甲基硅氧烷,它们的生物相容性和生物降解性有限,可能加剧环境危机。因此,构建具有良好机械性能的可生物降解、灵敏的应变传感器至关重要。


考虑到机械性能和环境问题,吉林大学工程仿生教育部重点实验室张俊秋教授和韩志武教授等人设计并制造了一种具有优异传感和机械性能的RGO/BF/Ecoflex柔性应变传感器。该传感器不仅继承了纤维的机械坚固性,还具有源自弹性体的出色柔韧性。同时,所涉及的弹性体和纤维属于可降解材料,通过将“绿色”玄武岩纤维(BF)引入可降解弹性体(Ecoflex)中可以有效避免环境问题。

作为应变传感器,它具有对拉伸和弯曲应变的高灵敏度(应变系数分别为138.1 和 80)、快速响应速度(164 ms)、长循环稳定性(40,000 次循环)、出色的动态响应能力和低检测阈值(0.02 %)。凭借这些优势,该传感器可作为人体运动检测器和情绪监测器,在智能可穿戴电子领域展现出广阔的应用前景。更重要的是,该传感器可以在较大的外部张力、冲击载荷甚至水下环境下保持正常性能,为极端恶劣环境下的环保柔性传感器提供了新颖的设计原理。

传感器可以在强烈的外部拉伸下保持结构完整,其可以很容易地承受一个反应釜(5公斤)的重量。当外部负载超过150 N时,传感器可以保持稳定可靠的相对电阻变化。相比之下,大多数基于聚合物的传感器的最大承载能力为5 N,表明传感器可以承载大载荷。弹性体包裹在RGO/BF表面作为封装层,赋予传感器水下检测能力。当水滴到浸入在去离子水中的传感器表面时,传感器的输出电阻表现出明显的变化,当液面平静后,阻力恢复初始值,表明RGO/BF/Ecoflex柔性应变传感器具有水下检测能力。

传感动态

【广东越海集成高端传感器8英寸/12英寸TSV封装项目研发基地通线】

9月17日,广东越海集成高端传感器8英寸/12英寸TSV封装项目研发基地通线,首批产品下线及生产基地开工活动在增城开发区举行。


今年3月,该项目落户增城。广州增城发布消息显示,该项目是大湾区投资规模最大、技术最先进、团队最完备的晶圆级先进封装项目之一,致力打造大湾区晶圆级先进封装产业基地。

据悉,项目研发基地生产基地将建设晶圆级封装生产线、3D传感器模块生产线,建成12英寸TSV封装产能每月1.3万片,8英寸及兼容4/6英寸TSV封装产能每月2万片,可用于新能源汽车、自动驾驶、消费电子、安防监控、生物医疗、物联网、智能制造等领域。

兴橙资本消息显示,围绕封装核心平台,广东越海集成一期工厂将于明年二季度建成正式投产,并筹备二期工厂建设。


【第四届高博会搭台,驼人集团牵手中科院力学所成功研发有创压力传感器打破国际垄断】

只用了9个月时间,我省第一条自主研发的一次性使用有创压力传感器自动化生产线实现从零到整条生产线的突破,标志着由驼人集团牵手中科院力学研究所发起的“应用于有创血压监测的医用MEMS压力传感器研发项目”顺利结项。


一年前,在第四届高博会开幕式上,双方正式签约该项目。“所有工艺没有任何参照,我们完全是‘摸着石头过河’,一步一步地摸索。”研发项目负责人邱正松说。

那一年,压力传感器全球市场容量约5600万支,国内约985万支。从关键技术到庞大市场,几乎被西方垄断,省内没有任何一家企业掌握压力传感器相关技术。

芯片焊接、电路信号检测、测压精度检测成为压力传感器有源部分的“三座大山”。起初,芯片焊接出现焊点脱落、连锡、压力感应硅胶脱落等问题,电路检测及测压精度检测设备开发问题接连出现,研发投入持续增加,给项目团队带来巨大压力。

关键时刻,中科院力学研究所的苏业旺教授及其博士生团队到来,一系列难题逐步解开。

借助力学研究所长期在压力传感器方面的理论研究,双方从基础焊接下手,经过数次实验测试,确定新技术路线,焊接效率从每天每人100支提升至800支,焊接合格率由40%提升到99.9%,开发出压力传感器检测综合试验台,检测效率提升60%。

压力传感器的无源部分开发,同样也有“三座大山”。以限流管开发为例,压力监测流速严格控制在2ml/h~4ml/h,避免肝素钠溶液的输注对人体带来副作用,如此低的流量相当于每秒钟只有1/60滴水的通过量。测强度、优尺寸、试流速,项目团队完成了21种配件的精准对接,11道工艺紧密配合,共同搭建出医学界血压监测的“金标准”。

从概念设想到整条生产线,从医用耗材到智能医疗设备,从产学研到众联共创,驼人集团在创新的核心驱动力下实现了从追随到引领的超越。正是“校院企地”的共建共享、“产学研用”的融合发展,此科技重点项目成为往届高博会的重要成果之一。“敢于立时代潮头,善于与最前沿的科学对接,实现合作共赢。”驼人集团创始人、总裁王国胜说。

未来,驼人集团并不止步于压力传感器在常规血压测量领域的运用,密闭式采血型将是常规产品的升级版,颅内压、腹腔压、子宫内压、血流动力学监测等领域的前沿产品均在探索蓝图之内。该类产品产值预期在5年内突破1亿元、10年内突破5亿元。


【安徽将建国内首个电力量子感知实验室】

9月17日,2022年全国大众创业万众创新活动周期间,记者从合肥主会场国家电网展台获悉,世界首台量子电流互感器已在合肥成功挂网投运,目前安徽还在加快建设国内首个电力量子感知实验室。


世界首台量子电流互感器,是本次国家电网展出的“重量级”最新创新成果。在合肥主会场内的国家电网展台,真实模拟了激光在电流互感器中运行的真实场景,不少往来观众都对这个看起来不起眼的“小个头”饶有兴趣,纷纷在此打卡拍照。

“您现在看到的这台设备,是由安徽电科院自主研发的世界首台量子电流互感器,目前已在合肥变电站顺利运行,它利用激光和微波对电子进行量子操控和读取,实现对电流的高精度测量。”项目负责人赵龙介绍。

长期以来,传统的电流互感器因为有铁芯,会出现磁饱和问题,在测量故障大电流时存在失真,会影响供电的可靠性和稳定性。为解决这一难题,安徽电科院和中国科大深度合作,在国内率先将量子精密测量技术引入了电力行业,于8月底成功研发了世界首套量子电流互感器。经过和合肥供电公司的协作调试,首套设备于近日成功在110千伏潜水路变电站挂网投运。

“量子电流互感器利用了金刚石作为传感器,通过非接触式的测量磁场方式,再经过一定的解码手段,突破了技术难点。和传统电流互感器相比,它的体积仅为过去的1/10,重量轻巧,而且不会出现测量不准确现象。”赵龙说。

目前,安徽正加快推动国内首个电力量子感知实验室建设。下一步,还将以合肥为依托,瞄准量子智能量测、量子状态检测、量子传感器等方向,持续开拓电力量子精密测量“新蓝海”。


【半导体装备巨头泛林启用位于印度班加罗尔的工程中心】

9 月 19 日消息,据国外媒体报道,近日,半导体装备巨头 Lam Research(泛林)宣布,其位于印度班加罗尔的工程中心正式启用。

泛林表示,这是该公司迄今为止在印度最先进的设施。新的工程中心将专注于用于打造下一代 DRAM、NAND 和逻辑技术的晶圆制造硬件和软件的研发、设计和测试。

泛林(Lam Research)是向世界半导体产业提供晶圆制造设备和服务的主要供应商之一,面向薄膜沉积、等离子体刻蚀、光刻胶去胶和硅片清洗提供多种产品组合,它们是互补性加工步骤,用于整个半导体制造过程中。

今年 8 月份,市场研究机构 CINNO Research 公布的数据显示,2022 年第一季度,全球上市公司半导体设备业务营收排名 TOP10 营收合计达 234 亿美元,同比增加 4.4%,环比下降 9.4%。其中,美国公司应用材料排名第一,日本公司东京电子排名第二,而美国公司泛林排名第三。


传感财经

【9月19日传感财经分析:光学传感器概念报跌,欧菲光(5.7,-2.56%)领跌;MEMS传感器概念报跌,盾安环境-3.5%领跌;汽车传感器概念报跌,通富微电(16.92,-6%)领跌】

9月19日盘后,光学传感器概念报跌,欧菲光(5.7,-2.56%)领跌,英唐智控(-0.53%)、美迪凯(-0.31%)等跟跌。

9月19日盘后,MEMS传感器概念报跌,盾安环境-3.5%领跌,航天电子、苏州固锝、东风科技、华天科技等个股纷纷跟跌。

9月19日盘后,汽车传感器概念报跌,通富微电(16.92,-6%)领跌,隆盛科技(28.2,-3.75%)、崇达技术(10.48,-2.15%)、华灿光电(6.65,-1.77%)、苏奥传感(6.44,-1.68%)等跟跌。

相关汽车传感器概念股:

银轮股份:

9月19日资金净流出483.84万元,超大单净流入915.03万元,换手率4.59%,成交金额4.07亿元。

从近三年扣非净利润复合增长来看,银轮股份近三年扣非净利润复合增长为9.67%,过去三年扣非净利润最低为2019年的1.73亿元,最高为2020年的2.6亿元。

保隆科技:

国内汽车传感器专家,排气管件、气门嘴等传统业务龙头地位稳固,市场份额持续提升,公司持续培育的

MEMS压力传感器借助国六机遇实现国产替代,布局ADAS传感器业务初见成效,已成长为国内汽车传感及感知龙头。

9月19日消息,保隆科技主力资金净流入614.21万元,超天单资金净流入216.22万元,散户资金净流出1232.79万元。

从保隆科技近三年扣非净利润复合增长来看,近三年扣非净利润复合增长为1.46%,过去三年扣非净利润最低为2019年的1.53亿元,最高为2020年的1.86亿元。

招捷股份:

公司产品有应用到汽车传感器配套产品上,如应用到传感器基座等。

9月19日该股主力净流出76.51万元,大单净流出76.51万元,中单净流入108.83万元,散户净流出32.32万元。

从超捷股份近三年抓非净利润复合增长来看,近三年扣非净利润复合增长为25.38%,过去三年机非净利润最低为2019年的4497.06万元,最高为2020年的7816.66万元。

天龙股份:

公司是武汉飞恩微电子的供应商,主供与汽车传感器配套的精密组件。

9月19日消息,天龙股份9月19日主力资金净流入20.77万元,大单资金净流入20.77万元,散户资金净流出3.29万元。

从天龙股份近三年扣非净利润复合增长来看,近三年扣非净利润复合增长为26.77%,过去三年扣非净利润最低为2019年的5440.82万元,最高为2021年的8743.91万元。


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