傳感新品

【南洋理工大學(xué)：研究3D打印絲素蛋白水凝膠，用于可穿戴傳感】

可穿戴傳感技術(shù)在實(shí)時(shí)健康監(jiān)測(cè)和運(yùn)動(dòng)檢測(cè)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，導(dǎo)電水凝膠材料因其良好的導(dǎo)電性、生物相容性和彈性模量接近人體皮膚等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛研究用于可穿戴傳感。然而，在水凝膠系統(tǒng)中同時(shí)實(shí)現(xiàn)高拉伸性、自粘性和長(zhǎng)期保水性仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，這限制了它們?cè)诳纱┐麟娮釉O(shè)備中的應(yīng)用。此外，傳統(tǒng)的制造技術(shù)主要依賴于成型和鑄造，這在很大程度上限制了它們的應(yīng)用范圍和制造可擴(kuò)展性。因此，開(kāi)發(fā)一種具有多功能的3D打印水凝膠材料對(duì)于可穿戴傳感技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。

本研究中南洋理工大學(xué)Wang Yifan助理教授等人通過(guò)引入化學(xué)交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（PAAm/PAAc/PEGDA）、物理交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（PAAm/PAAc/PEGDA/絲素蛋白/甘油/水）和表面微結(jié)構(gòu)，制備了一種具有多功能的3D打印水凝膠材料。通過(guò)在水凝膠中引入具有負(fù)電性的原子和孤對(duì)電子的聚合物鏈，可以與生物基底形成強(qiáng)粘附，因?yàn)樗鼈兡軌蚺c基底形成氫鍵。作者通過(guò)調(diào)整絲素蛋白的含量，實(shí)現(xiàn)了對(duì)水凝膠粘附性能的調(diào)控。通過(guò)在水凝膠中引入導(dǎo)電離子，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水凝膠導(dǎo)電性能的調(diào)控，使其具有良好的傳感性能。作者制備了一種基于水凝膠的應(yīng)變傳感器，并對(duì)其傳感性能進(jìn)行了測(cè)試。作者制備了一種具有汗液釋放通道的粘合劑壓力傳感裝置和一種用于手勢(shì)識(shí)別的10通道粘合劑應(yīng)變傳感系統(tǒng)，展示了水凝膠在可穿戴傳感領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。

圖1. SF PAAm/PAc水凝膠的DLP打印。a） 印刷工藝和前體的組成。b） 打印的水凝膠的SEM圖像。比例尺：1 μm。c） 交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的示意圖。d）水凝膠和500 g重量之間的強(qiáng)粘附性。比例尺：1 cm。e） 3D打印水凝膠微陣列。比例尺：500 μm。f） 通過(guò)SF PAAm/PAc水凝膠打印的3D結(jié)構(gòu)。比例尺：5 mm。g） 蜂窩結(jié)構(gòu)直接印刷在PET膜上，即使當(dāng)h）基板彎曲時(shí)，其仍然顯示出很大的附著力。比例尺：1 cm。i） 3D打印的NTU徽章。比例尺：5 mm。

圖2. 具有不同a）AAc濃度、b）PEGDA濃度、c）甘油濃度和d）SF濃度的印刷的SF PAAm/PAAc水凝膠的機(jī)械性能。e） 重量和f）印刷水凝膠在1、3、7和10天內(nèi)的楊氏模量變化。g） 印刷水凝膠的拉伸、釋放、扭曲、拉伸和彎曲。h） 拉伸釋放循環(huán)中的拉伸性和彈性機(jī)制示意圖。i） 水凝膠網(wǎng)絡(luò)示意圖，包括（j）化學(xué)鍵和（k）氫鍵。

圖3. 3D打印的SF PAAm/PAc水凝膠的粘附性能。a） DLP印刷圓形樣品，在金屬、塑料、玻璃和人體皮膚上具有粘性。比例尺：1 cm。b） 180°剝離試驗(yàn)示意圖。c） 具有不同SF濃度的水凝膠的典型粘附試驗(yàn)曲線和d）力。e）0.5天、1天、3天、7天和10天以及f）1–8個(gè)附著力循環(huán)中的附著力變化。g） 銅箔、玻璃、橡膠、聚四氟乙烯和A4紙上的附著力。醫(yī)用膠帶、紙帶和我們?cè)谪i皮上打印的水凝膠之間的比較。h） 不同方向斜三角棱鏡樣品的附著力。i） 樣品與章魚(yú)吸盤(pán)、圓柱體和斜三角棱鏡的附著力。比例尺：500 μm。j） 電容傳感器上使用的印刷粘合劑汗液釋放通道。k） 10 g重量、50 g重量、100 g重量和500 g重量時(shí)傳感器的相對(duì)電容變化。

圖4. 印刷SF PAAm/PAc水凝膠傳感器的傳感能力。a） 引入MgCl2后的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)b）相對(duì)電阻隨25%、50%、75%和100%的應(yīng)變而變化。c） ΔR/R0對(duì)0–100%范圍內(nèi)的應(yīng)變的線性擬合。d） 水凝膠傳感器在80個(gè)循環(huán)內(nèi)的相對(duì)電阻變化。e） 用于手指、手腕和肘部的傳感器示意圖。f）手指、g）手腕和h）肘部的水凝膠信號(hào)。i） MCP和j的不同彎曲角度）3個(gè)周期內(nèi)的相應(yīng)信號(hào)。k） 使用鼠標(biāo)時(shí)點(diǎn)擊并滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，l）PIP和MCP的相應(yīng)信號(hào)變化。

圖5. PIP和MCP的10通道信號(hào)采集。a） 10通道離子水凝膠傳感器的照片。b） 10個(gè)踝關(guān)節(jié)屈伸過(guò)程的相對(duì)阻力變化c）國(guó)際手語(yǔ)N、T、U手勢(shì)的阻力變化。d） 測(cè)試N、T和U手勢(shì)的混淆矩陣。

圖5. 用于數(shù)字手勢(shì)的PIP和MCP的10通道信號(hào)。a） 通過(guò)中等KNN類型的機(jī)器學(xué)習(xí)，根據(jù)中國(guó)手語(yǔ)和相應(yīng)的b）測(cè)試混淆矩陣，0–9數(shù)字符號(hào)的相對(duì)電阻變化。通過(guò)中等KNN型機(jī)器學(xué)習(xí)測(cè)試0–9數(shù)字符號(hào)的c）PIP和（d）MCP的混淆矩陣。

傳感動(dòng)態(tài)

【上海智能傳感器產(chǎn)業(yè)園區(qū)企業(yè)首發(fā)9款最新產(chǎn)品】

從上海智能傳感器產(chǎn)業(yè)園獲悉，6家園區(qū)企業(yè)近日在2024年慕尼黑上海電子展上首發(fā)9款最新產(chǎn)品，涉及新能源汽車、光伏、集成電路等領(lǐng)域。

據(jù)上海嘉定工業(yè)區(qū)（開(kāi)發(fā)）集團(tuán)有限公司副總經(jīng)理、上海智能傳感器產(chǎn)業(yè)園總經(jīng)理許利萍介紹，2023年，上海智能傳感器產(chǎn)業(yè)園實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)規(guī)模260億元。未來(lái)，產(chǎn)業(yè)園將持續(xù)深入實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，積極培育和發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)不斷優(yōu)化，為實(shí)現(xiàn)集成電路產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展蓄勢(shì)賦能。

此次，新禾嘉鍇、麥斯塔、磐易、瀾芯、太芮、道生物聯(lián)等6家園區(qū)企業(yè)首發(fā)了9款最新產(chǎn)品，部分產(chǎn)品性能指標(biāo)達(dá)到世界領(lǐng)先水平，展現(xiàn)了國(guó)內(nèi)智能傳感器企業(yè)研發(fā)的創(chuàng)新實(shí)力：

——上海新禾嘉楷科技有限公司推出最新的三款檢測(cè)儀，此系列產(chǎn)品可以對(duì)爆炸物、毒品、化學(xué)毒劑等有害氣體進(jìn)行快速的監(jiān)測(cè)。

——麥斯塔微電子（上海）有限公司推出全國(guó)首款全硅MEMS振蕩器，具有高可靠性、高穩(wěn)定度、小型化、高抗振等優(yōu)良特性。

——上海磐易科技有限公司圍繞新一代智能駕駛域控制器平臺(tái)展開(kāi)業(yè)務(wù)，發(fā)布一項(xiàng)面向未來(lái)的新一代智能駕駛域控器，目前公司的多種產(chǎn)品已與頭部客戶完成交付。

——上海瀾芯半導(dǎo)體有限公司是一家擁有豐富經(jīng)驗(yàn)的功率芯片設(shè)計(jì)公司，此次推出了一款碳化硅 MOSFET，其性能已達(dá)到國(guó)際一流水平。

——太芮科技（上海）有限公司從搭載芯片、應(yīng)用、背景等方面詳細(xì)地介紹了領(lǐng)先的超小體積優(yōu)化器——光伏智能優(yōu)化器接線盒。

——上海道生物聯(lián)技術(shù)有限公司發(fā)布一款針對(duì)無(wú)線語(yǔ)音需求的遠(yuǎn)距離傳輸模組，其有傳輸距離遠(yuǎn)、功耗低、成本低廉等多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)。

據(jù)了解，經(jīng)過(guò)3年的招商引資和產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)，上海智能傳感器產(chǎn)業(yè)園引進(jìn)、培育了一批具備關(guān)鍵核心技術(shù)的優(yōu)質(zhì)成長(zhǎng)型企業(yè)，接連推出超30款拳頭產(chǎn)品，其中有5款產(chǎn)品為全球首創(chuàng)，另有超20款產(chǎn)品填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈細(xì)分領(lǐng)域的空白。

【小鵬新車或放棄激光雷達(dá) 馬斯克發(fā)評(píng)論】

7月9日，據(jù)外媒CnEVPost 報(bào)道，小鵬汽車將在第四季度推出一款內(nèi)部代號(hào)為F57的新車型，該車型將放棄使用激光雷達(dá)。X平臺(tái)認(rèn)證為特斯拉投資者的網(wǎng)友“SawyerMerritt”轉(zhuǎn)發(fā)了這條新聞，馬斯克在評(píng)論區(qū)回復(fù)到：“...”。

但X平臺(tái)也有網(wǎng)友提出不同意見(jiàn)，表示：“So much for Tesla being wrong for not using LiDAR（特斯拉不使用激光雷達(dá)是錯(cuò)誤的）”。

一位知情人士今天告訴 CnEVPost，該車型將不會(huì)使用任何激光雷達(dá)，智能駕駛系統(tǒng)將轉(zhuǎn)向類似特斯拉的純視覺(jué)解決方案。在即將推出的新車型中放棄LiDAR的計(jì)劃對(duì)小鵬汽車來(lái)說(shuō)是一個(gè)重大轉(zhuǎn)變，因?yàn)樵摴臼鞘澜缟系谝患以诹慨a(chǎn)車中安裝LiDAR的公司。

據(jù)悉，除了技術(shù)方向上與特斯拉保持一致之外，放棄使用LiDAR或許也是出于成本方面的考慮。

【外媒：阿斯麥反對(duì)美擴(kuò)大對(duì)華芯片限制】

據(jù)德國(guó)《商報(bào)》網(wǎng)站7月7日?qǐng)?bào)道，法國(guó)人克里斯托夫·富凱自今年4月底以來(lái)一直擔(dān)任歐洲最有價(jià)值的科技集團(tuán)阿斯麥公司的首席執(zhí)行官。這家荷蘭公司提供了生產(chǎn)世界上最先進(jìn)半導(dǎo)體的技術(shù)。沒(méi)有阿斯麥，就沒(méi)有人工智能芯片。

報(bào)道說(shuō)，富凱承擔(dān)了一項(xiàng)高度政治性的工作：美國(guó)正在推動(dòng)芯片行業(yè)對(duì)中國(guó)實(shí)施更廣泛的出口限制。美國(guó)政府希望禁止更多芯片制造設(shè)備運(yùn)往中國(guó)。

到目前為止，制裁只影響到制造昂貴的特殊芯片的機(jī)器。富凱反對(duì)擴(kuò)大制裁。

《商報(bào)》記者問(wèn)：您是否害怕更廣泛的出口管制？

富凱答：我們都在關(guān)注用于人工智能、智能手機(jī)和服務(wù)器的性能最強(qiáng)大、最先進(jìn)的半導(dǎo)體。但汽車行業(yè)，尤其是德國(guó)汽車行業(yè)，需要更多使用更簡(jiǎn)單且早已眾所周知的技術(shù)制造的芯片。對(duì)這些組件的需求正在急劇增加。但生產(chǎn)它們并不是特別有利可圖。因此，西方對(duì)此類工廠的投資很少。歐洲甚至無(wú)法滿足自己一半的需求。因此，我們需要從其他地方獲得這種產(chǎn)品，而目前中國(guó)正在建造生產(chǎn)這種產(chǎn)品的工廠。

問(wèn)：所以您說(shuō)進(jìn)一步限制阿斯麥向中國(guó)出口機(jī)器是不明智的。

答：個(gè)別國(guó)家可能會(huì)說(shuō)，“我們不喜歡中國(guó)在芯片方面所做的事情”。那么，我們建議這些政府建立自己的工廠。因?yàn)樗鼈冏屩袊?guó)的生產(chǎn)變得更加困難、同時(shí)自己又不創(chuàng)造替代方案，那是行不通的。

問(wèn)：中國(guó)在芯片方面情況如何？

答：中國(guó)在不太先進(jìn)的芯片技術(shù)方面最為活躍。

問(wèn)：這正是西方迫切需要的芯片。

答：是的。阻止他人生產(chǎn)你需要的東西是沒(méi)有意義的。

審核編輯 黃宇