AMU-FSU工程學(xué)院的研究人員開發(fā)出了一類突破性的運動傳感器，可以預(yù)示著無處不在的，完全集成且價格合理的可穿戴技術(shù)。

在材料與設(shè)計期刊上發(fā)表的一篇論文中，F(xiàn)SU高性能材料研究所的工程師與法國里昂國家科學(xué)研究院的科學(xué)家們合作，詳細介紹了一系列先進系列的令人印象深刻的特性和具有成本效益的制造工藝。運動傳感器采用巴基斯坦剃刀薄而柔韌的純碳納米管片制成。

這些新型巴克紙傳感器代表了當(dāng)前行業(yè)標準的顯著改進，大多數(shù)傳感器太粗糙或太不靈活，無法可靠地監(jiān)控人體等復(fù)雜結(jié)構(gòu)。

“當(dāng)前的技術(shù)不是為此而設(shè)計的，”高性能材料研究所所長兼FAMU-FSU工程學(xué)院教授Richard Liang說。“對于傳感器技術(shù)，您需要它具有靈活性，您需要它可以負擔(dān)得起，并且您需要它可擴展。這種新技術(shù)是多功能的，傳感器可以負擔(dān)得起打印。這是一項重大創(chuàng)新，提供了許多可能性“。

在這個階段，可打印的巴克紙傳感器的潛在應(yīng)用僅受到研究人員想象力的廣泛限制。低調(diào)的設(shè)計可以集成到床單中以監(jiān)控睡眠質(zhì)量，鞋子可以跟蹤步數(shù)和姿勢，也可以用于訓(xùn)練服來測量運動強度。

研究人員還預(yù)見到超出可穿戴技術(shù)領(lǐng)域的潛在應(yīng)用。在軟機器人領(lǐng)域，該材料可以促進響應(yīng)性，自我修正的人造肌肉的生產(chǎn)。

此外，可伸縮傳感器代表了“物聯(lián)網(wǎng)”長期預(yù)測未來的另一個步驟，其中幾乎所有個人的計算機，設(shè)備，服裝，家具和設(shè)備都是數(shù)字連接的，以便在云中自由交換信息。

“大多數(shù)項目沒有這么多可能的應(yīng)用，”該研究的第一作者，博士候選人Joshua DeGraff說。“這種材料可用于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測，可穿戴技術(shù)以及介于兩者之間的一切。我很興奮，因為這可能會影響很多人的日常生活。”

這種新穎的傳感器結(jié)構(gòu)將一條七微米薄的巴基紙與一個普通的商用噴墨打印機打印的銀墨水電極組合在一起。

結(jié)果是一種完美的Goldilocks傳感器：不像普通的柔性金屬傳感器那樣不敏感，但不像流行的，更靈敏的半導(dǎo)體傳感器那樣剛性或笨重。

可穿戴的巴克紙傳感器是這些競爭品質(zhì)的理想結(jié)合。它們具有靈活性，無縫性和對細微運動和應(yīng)變的敏感性。

“我們通過測量系數(shù)來測量傳感器，這表明當(dāng)材料變形或彎曲時，電阻值會發(fā)生多大變化，”DeGraff說。“我們的測量系數(shù)比商用傳感器高8倍，比其他許多碳納米管傳感器高75%。”

隨著可印刷傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展，研究人員希望改進材料已經(jīng)非常薄的材料，以便將其整合到舒適且不受限制的服裝中。

需要對復(fù)雜模型結(jié)構(gòu)進行額外測試，以確保材料符合人體可變曲線和裂縫的能力。

雖然這項技術(shù)可能還沒有為黃金時段做好準備，但研究人員充滿了充滿希望的未來。

“作為工程學(xué)教授，我們希望看到我們在實驗室中創(chuàng)造的東西成為成功的產(chǎn)品，”梁說。“我們還沒到那里，但這是重要的一步。消費者需要高質(zhì)量和實惠的價格，而這種材料提供了這兩種東西。”