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高度敏感的传感器可测量心脏和大脑的活

来源:365bet手机版_365bet体育在线世界杯_365bet怎么下载app吧整理 编辑:365bet手机版_365bet体育在线世界杯_365bet怎么下载app吧 时间:2019-09-22
摘要:电信号测量(例如ECG(心电图))可以显示人脑或心脏的工作方式。除了电信号,磁信号还揭示了有关这些器官活动的信息

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驻极体材料:永久带电

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得益于传感器中使用的驻极体,不仅低频可以更好地进行测量。类似于永久磁铁,无需电源即可产生自己的永久磁场,驻极体也会产生自己的永久电场。博士研究员史蒂芬·施罗德(StefanSchr?der)解释说:“因此,驻极体为传感器提供了内置的电势。传感器本身就不需要外部电源,并且可以用于移动应用。” 通过一项合作协议,他花了三个月的时间在美国麻省理工学院(MIT)进行研究,以进一步改善所需的特殊驻极体层。为此,他使用了所谓的iCVD(引发剂化学气相沉积)工艺,该工艺可使各个材料层以高精度进行沉积。

带有集成电源的传感器

为了能够尽可能准确地读取此信号,研究团队还将一种新的降噪方法集成到了其替代传感器概念中。根据“功能纳米材料”工作组的第一作者蒙娜·明特肯(Mona Mintken)的说法,通过极其快速的测量,可以在噪声之间“拾取”各个信号。

电信号测量(例如ECG(心电图))可以显示人脑或心脏的工作方式。除了电信号,磁信号还揭示了有关这些器官活动的信息。可以毫不费力地进行测量,并且无需皮肤接触。但是,特别弱的信号需要高度灵敏的传感器。来自基尔大学协作研究中心1261“磁电传感器”的科学家现在已经开发出一种悬臂传感器的新概念,其未来目标是测量心脏和大脑活动的低频频率。极小,节能的传感器特别适合医疗应用或移动微电子产品。这通过使用驻极体来实现。这种材料是永久带电的 并且还用于助听器或移动电话的麦克风。研究团队在着名期刊《纳米能源》的特别版中介绍了其传感器概念。

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由“功能纳米材料”工作组Rainer Adelung教授和多组分材料工作组Franz Faupel教授领导的研究团队致力于悬臂传感器。它们由一条薄的硅带组成,在最简单的情况下,需要施加两层:第一层响应磁场(磁致伸缩材料),第二层可以发出电压(压电材料)。CRC成员Faupel解释说:“如果发生磁场,第一层会变形,从而弯曲整个条带,并像游泳池的跳水板一样振动。” 由于变形,第二层发出可测量的电压信号。

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材料科学家Faupel说:“驻极体就像一种纳米发电机一样工作,中国电力工程有限公司,它可以产生电能。从理论上讲,可以做到二十多年。” Adelung补充说:“具有如此小尺寸的集成电源的传感器,对于连接分散的自主电子系统的物联网领域的应用也很令人兴奋。”

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2019-09-21 11:01:15新闻

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博士后研究员Marleen Schweichel解释说:“借助我们的新传感器概念,我们正在寻找一种方法,通过赋予弯曲束更多的动力来使机械能转换为电能更加有效。” 弯曲梁振动越多,发出的电信号越强。

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通常,诸如塑料之类的所谓软材料以低频振动。因此,振动被显着衰减,并且发射的信号非常微弱。使用硬质材料,可以避免明显的阻尼。然而,为此目的需要较大数量的材料,这几乎不能适合传感器技术的小尺寸。“通过我们的方法,我们能够使由硬质材料制成的小型弯曲梁表现得像软质材料,并在低频下振动,而且振幅更大,而且还具有更大的振动性,” Adelung总结说,他们的发现如此特别。

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更加有效:将机械能转化为电能

振动的硬质材料

决定性因素是所谓的驻极体。研究团队将这种永久带电的材料施加在弯曲梁的下方。通常,振动弯曲梁会推回其原始位置。但是,由于其自??身的平衡应力,驻极体沿相反的方向拉动弯曲的光束,从而放大了光束的振动,从而放大了传感器的电信号。

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