西湖娱乐城柔性传感器来袭：智能感知时代的大门已开启！

　　西湖娱乐城,西湖娱乐城官方网站,西湖娱乐城APP,西湖娱乐城网址,西湖娱乐城最新

　　在漫长的历史长河中，人类文明中第一个记录在册的传感器要追溯到2000多年前，拜占庭人斐罗(Philo)发明的测温仪。东汉时期，我国的科学家张衡(公元132年)发明了地动仪，用于监测地震发生的概率并判断地震发生的大致方向。这些早期时代的传感器主要将不易观察的物理量或事件转化为容易观测的机械输出。第二次工业革命以来，随着对电的利用和发电机的发明，传感器能够将物理参数转化为电信号，从而实现控制功能。例如，约翰逊(W. S. Johnson)在1883年发明的电动遥控测温器，不仅可以监测环境温度，还具有自动温度控制系统。而在电子工业促进了传感器及其他电子元件的小型化和集成化后，智能手机和智能手表等智能设备由此产生，它们一般具有几十到上百个传感器，为用户提供了良好的使用体验。近年来，随着物联网、工业4.0、大数据、人工智能、机器人和数字健康等技术和概念的发展，传感器变得更加互联与智能[1]。其中有代表性的就是自动驾驶：智能汽车中嵌入了大量传感器，通过无线连接实现自适应的自动驾驶技术。

　　在数字时代，数据交互的高效连通与决策很大程度上依赖于高质量的大数据。而将真实世界中的物理特征转化为数字数据就是传感器在数字化转型中的基本作用。然而，传统的传感器技术通常无法实现如此大规模的监测。随着电子设备的高度集成化和小型化，现代传感器作为智能电子和机器的重要组成部分，充分发挥其作用。但小而刚的特性限制了它们在许多领域中的使用，如可穿戴医疗设备、交互式机器人、智能包装等。在这种应用需求下，柔性传感器应运而生。

　　柔性传感器一般由具有一定延展性的材料制成，并且不改变材料特性。按照柔性机理，材料大致可以分为两大类：一是基于材料本征特性的柔性材料，这类材料在分子层面就具备了良好的柔韧性，如高分子聚合物(如有机橡胶)和某些特殊聚合物(如聚氨酯泡沫)，它们的分子链结构灵活，相互作用力适中，使得整体材料能够在不失去结构完整性的前提下发生显著的形变;二是通过结构设计或复合技术实现的柔性材料，这类材料本身可能并不具备显著的柔性，但通过精巧的几何结构设计(如纺织材料的编织方式)、层叠复合(如多层薄膜结构)或微纳加工技术(如纳米线阵列)，使得整体结构在宏观上展现出良好的柔韧性。这两大类材料共同构成了柔性传感器的基础，为其在可穿戴设备、健康监测、软体机器人等领域的广泛应用提供了可能性。

　　与非柔性传感器相比，柔性传感器具有诸多突出优势，使其成为大多数可穿戴传感系统的更好选择：①具有高柔韧性、可弯曲性和可折叠性，能够测量动态或形状变化的物体和大面积非平坦的表面;②基础材料价格低廉，并且能够通过印刷等大规模制造工艺生产，具有大规模部署的经济可行性;③使用轻质的有机材料并在结构设计上倾向于薄膜形态，柔性传感器重量更轻，有利于大规模集成、分布与应用;④可以使用具有可回收性和生物降解性的有机材料制作，能够更环保地生产和处理，并解决电子废物问题。根据所感知的物理量不同，大致可以分为以下几类。

　　光传感器通过测量辐射能产生指示光强度的输出信号。辐射能存在于一个相对特定的频率区间内，我们通常将这一区间内的辐射称为“光”。光的频率范围广泛，涵盖了频率较低的红外光、可见光和频率较高的紫外光。光传感器就将这种光信号转换为电信号输出。光传感器分为两大类，一类能够在照明条件下显著改变其电流或电压输出，从而直接产生电力，如光伏传感器和光电发射器件;另一类是通过光照以某种方式改变其电气特性，从而实现对光信号的检测，例如光敏电阻和光电晶体管。

　　近年来，随着社会经济的蓬勃发展和人民生活质量的持续提升，公众的健康意识逐渐觉醒，对健康的关注度显著提高。与此同时，慢性病及其他健康问题的频发，成为社会广泛关注的焦点，深深牵动着每个人的心。然而，这一现状却面临着医疗资源相对稀缺与长期治疗费用高昂的双重挑战。柔性传感器的应用为健康监测领域带来了革命性的变革，它不仅能够实现便捷、精准的健康数据收集，还能显著降低监测成本，从而极大地缓解了医疗资源紧张的问题，有力护航人们的生命健康。

　　外周动脉疾病是一种常见的心血管疾病，全球患者超过2亿，有着高致残率和死亡率。目前临床诊断主要依靠踝肱指数测量和计算机断层扫描血管造影。踝肱指数是一种通过测量下肢血压推断血氧水平的简单方法，因此经常发生误诊，需要辅以计算机断层扫描血管造影来矫正结果。这些检测只能在医院由专业培训的医生做，存在单次性、价格昂贵的问题。基于近红外发光二极管和探测器构成的柔性光电生物传感器，能够贴肤实时监测脑氧饱和度、心率、动脉血氧等多种生命体征，可以准确评估外周动脉疾病患者的下肢氧分压，颠覆性地改变目前主要临床诊断依赖的踝肱指数，并修正踝肱指数误诊结论[3]。

　　民以食为天，食品安全问题一直是人们关注的重点问题。许多人严格遵守食品包装袋上的保质期，一旦食品过了保质期，就将它立刻丢弃，但这个食品可能仍然可以安全食用。相反，因为储存方式不当等原因，有些仍在保质期内的食品或许早已变质。这意味着食品保质期并不是那么的精确。现在已经设计出一款用柔性导电油墨制成的气体传感器，将其打印在食品包装袋上，可以监测包装内二氧化碳、氨气等气体的含量，从而让人们对食品的安全状况有着更加充分的了解，可以更有信心地吃掉一些稍微过期的食品，而不是扔掉它们[5]。

　　智能纺织品市场正逐渐成为全球经济增长的新引擎。未来十年内，在物联网、人工智能的飞速发展下，智能纺织品会彻底改变人们的生活。柔性传感器和电路的可拉伸性和可弯曲性使它们成为纺织品集成的理想选择。理想的智能纺织品是一个集传感、数据处理、执行、存储和通信等功能为一体的计算系统。以此设计出的智能纺织品能够感应外部条件，监测其对人体或环境的影响。人体运动监测、医疗与保健、能量收集和环境监测领域都将有它的一席之地[6]。