哈佛大學研制“布料”傳感器，穿在身上時刻關注你的健康

哈佛大學與合作團隊制造出柔軟型電容傳感器，與織物結合，穿戴后準確檢測人的運動。

毋庸置疑，可穿戴設備是當前很多團隊的研究熱點。此前，新型粘合劑可以實現可擴展柔軟的電路板，近日，WYSS生物啟發工程研究所和哈佛大學約翰·保爾森工程與應用科學學院（SEAS）的研究團隊創建了一種高靈敏度的軟電容傳感器，當人們彎曲身體時，通過穿戴該傳感器，運動數據可以準確地被檢測。

據悉，該電容傳感器是由一層薄薄的硅膠（絕緣體）夾在兩層鍍銀導電織物（高導電材料）之間組成。

傳感器主要是通過兩電極之間的電場變化或保持電荷的能力來記錄人們的運動數據，對此，WYSS研究所的研究工程師Daniel Vogt解釋道：“當我們通過從端部施加應變力給傳感器時，硅樹脂層會變薄并且導電織物層之間的距離會變小，這樣會導致傳感器的電容與施加的應變力大小成比例改變，因此我們可以測量人體彎曲改變的程度。”

目前，該傳感器的精度可以達到測量半毫米的物理變化，這一卓越性能其實源于新穎的制造工藝。據了解，制作過程中，研究人員讓織物附著在硅芯的兩側，并再附一層液態硅酮，隨后固化。這一道工序讓硅樹脂填充了織物中的一些空氣間隙，織物與硅樹脂緊密相連，增加可用于分布應變和存儲電荷的表面積。

值得注意的是，恰是兩種材料特性的融合提升了該傳感器對運動的敏感性：織物纖維有助于限制硅膠在拉伸過程中的變形程度，而硅膠可以幫助織物形變后恢復到原始形狀。

關于傳輸，研究人員將薄的柔性電線通過熱縫帶固定在導電織物上，通過其讓來自傳感器的信息傳輸到電路上，而無需大的接口。

雖然這項研究只是一個初步概念證明，但團隊對這項技術的前景有著很大的期望，正如博士Walsh所說：“這項研究代表著我們對利用紡織技術構建機器人系統的興趣日益增長，如野外運動服裝增加跟蹤功能，或設計軟臨床裝置來檢測病人的情況。此外，當與基于織物的柔軟型設備結合使用時，這些傳感器將促進新型的機器人發展。”

此外，在醫學應用領域，該技術已然開辟了全新的可穿戴診斷和聯合治療方法。

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