新型“纳米+3D打印”传感器，或引发可穿戴技术浪潮

这项新技术将硅橡胶与超薄石墨烯层相结合，是制造跑步鞋的腕带或鞋垫的理想材料当橡胶材料弯曲或移动时，嵌入在其工程蜂窝结构中的高导电纳米级石墨烯就会产生电信号。

　　研究人员创造了一种新的传感器技术，该技术结合了纳米技术和3D打印技术，可以生产出耐用而灵活的传感器，从而或将引发新的可穿戴技术浪潮。

　　该传感器是由加拿大滑铁卢大学的工程师开发的，旨在监测从生命体征到运动表现的一切事物。

　　机械和机电电子工程学教授Ehsan Toyserkani表示，橡胶-石墨烯传感器可以与电子组件配对，以制造可穿戴设备，以记录心脏和呼吸频率，记录运动员跑步时施加的力，允许医生远程监控患者和许多其他潜在应用。

　　“有机硅为我们提供了生物监测应用所需的灵活性和耐用性，而添加的嵌入式石墨烯使其成为一种有效的传感器。全部整合为一个部分。” Toyserkani说，他还是滑铁卢多规模增材制造（MSAM）实验室的研究主管。

　　它使用了最新的最先进的3D打印设备和工艺来制造具有如此复杂内部特征的硅橡胶结构。橡胶-石墨烯材料除了具有高导电性外，还具有极高的柔韧性和耐用性。“它可以在最严酷的环境中，极端温度和湿度下使用。它甚至可以忍受您的衣物被洗涤。” 工程负责人，工程博士生Elham Davoodi说。

　　在石墨烯纳米片的表面掺杂多孔有机硅传感器，使用熔融沉积建模（FDM）3D打印的牺牲模具，使传感器的内部形状具有有序，相互连接和弯曲的内部几何形状（即，三重周期性的最小表面）。

　　将模具浸涂以将嵌入的石墨烯转移到硅橡胶（SR）表面上，多孔硅树脂样品上显示出稳定的涂层，在约12个月的时间内具有长期的电阻耐久性，并且在恶劣条件下（暴露于有机溶剂中）具有很高的耐受性。

　　此外，传感器在严重的压缩变形（超过75％的压缩应变）下仍具有导电性，并具有很高的应变可恢复性，并且能够响应周期性变形（超过400个循环），温度和湿度而表现出色。传感器在2–10％的压缩应变范围内显示出高达10的应变系数。

　　考虑到可调的灵敏度，经过工程设计的生物相容性和柔性设备可以捕获像步行和跑步一样严格的运动，以应对人类脉搏导致的微小变形。材料和3D打印过程使定制设备可以精确地适应用户的身体形状，同时与现有可穿戴设备相比还提高了舒适度，并由于简单性降低了制造成本。

　　根据Global Data的数据，尽管智能手表目前在可穿戴技术领域占据主导地位，但健身追踪器的日使用率（至少在成熟的经济体中）正在上升，并且许多健身追踪器公司都在探索医疗保健服务的增长机会。

　　将传感器整合到可延展且具有弹性的材料中的能力可能是可穿戴健身追踪器向专业人士和消费者普及的第一步。

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比易烊千玺帅一点点的传感器从业者。

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