柔性傳感器作為實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知和信息交互的關(guān)鍵傳感器件，由于其它們?cè)诳纱┐麽t(yī)療保健監(jiān)測(cè)、運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練、醫(yī)療診斷和治療、人機(jī)交互等方面的新興潛在應(yīng)用。迄今為止，通過基于電阻式、電容式、壓電式和摩擦電式傳感器的多樣化傳感機(jī)制構(gòu)建不同的傳感結(jié)構(gòu)，觸覺傳感器已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展并使用各種聚合物材料，如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚酰亞胺（PI）、聚二甲基硅氧烷（PDMS）和Ecoflex 作為彈性體基材。然而，除了傳感能力和柔性結(jié)構(gòu)外，還必須考慮長(zhǎng)期貼膚傳感應(yīng)用時(shí)的佩戴舒適度。傳統(tǒng)的聚合物基材具有致密的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)是氣密的，從而阻礙了覆蓋的皮膚與外部環(huán)境之間的正常質(zhì)量微交換。因此，需要?dú)怏w和水蒸氣的滲透來維持合適的熱微環(huán)境，以平衡皮膚表面因排汗而流失的水分和熱量，否則濕氣會(huì)在覆蓋部位積聚成大量液體，導(dǎo)致不舒適。覆蓋皮膚的熱生理感覺，例如潮濕、發(fā)紅和炎癥。這是因?yàn)槠つw需要保持約 30-34 °C 的狹窄溫度范圍，以獲得細(xì)胞和組織的最佳生物功能。過熱或過冷都會(huì)對(duì)皮膚的健康狀況產(chǎn)生負(fù)面影響。此外，累積的流動(dòng)液體和增加的點(diǎn)溫度也會(huì)對(duì)柔性傳感器的物理形成、傳感性能和可靠性產(chǎn)生負(fù)面影響。因此，基于具有獨(dú)特透氣性和透濕性的織物或多孔平臺(tái)構(gòu)建柔性傳感器以維持正常的個(gè)人熱管理已成為以舒適健康的貼膚穿著為目的的新的發(fā)展趨勢(shì)。過熱或過冷都會(huì)對(duì)皮膚的健康狀況產(chǎn)生負(fù)面影響。因此，基于具有獨(dú)特透氣性和透濕性的織物或多孔平臺(tái)構(gòu)建柔性傳感器以維持正常的個(gè)人熱管理已成為以舒適健康的貼膚穿著為目的的新的發(fā)展趨勢(shì)。可穿戴傳感器緊密附著在不同身體部位的皮膚上，用于生理監(jiān)測(cè)和運(yùn)動(dòng)檢測(cè)。除了傳感性能和柔性結(jié)構(gòu)之外，保持覆蓋的皮膚與外部環(huán)境之間的正常質(zhì)量微交換以及適當(dāng)?shù)纳崮芰?duì)于舒適的佩戴也非常重要。
圖1 具有個(gè)人熱管理和可穿戴傳感關(guān)鍵功能的多功能設(shè)備的概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 圖2 該多功能器件的結(jié)構(gòu)、形態(tài)和組成。 圖3 該多功能裝置的傳感機(jī)構(gòu)和性能。 圖4 該多功能裝置的疏水性、滲透性、散熱能力和生物相容性。
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