可穿戴织物基压阻式传感器的设计与应用

摘要:柔性压阻式传感器作为一种新型的压力传感设备,因灵敏度高、易变形、质量轻、保形能力强,受到了广泛关注。然而柔性压阻式传感器多采用聚合物材料作为衬底,存在制造成本高、透气性和舒适度差等缺点,阻碍了其在可穿戴领域的发展。与之相比,纺织材料具有轻质、高弹的优良特性,搭配上灵活的编织方式和独特的多孔结构,使其具备良好的柔性、亲肤性和透气性,纱线之间的交织方式和粗糙的纤维表面组成的多级结构也可以极大地提升传感器的灵敏度,因此织物是新型柔性衬底的理想候选者。本文从纤维/纱线(1D) 压阻式传感器和织物(3D) 压阻式传感器两个角度出发,系统整理了织物基压阻式传感器衬底的设计工艺,讨论了织物基压阻式传感器的制造方法,阐述了织物基压阻式传感器在运动监测、医疗服务及人机交互领域的应用。最后,对本文进行了总结,并谈及了织物基压阻式传感器在未来的优化方向。

面向可穿戴的纱线基汗液微流控器件: 原理、设计、构建与应用

摘要:随着可穿戴技术的飞速发展, 人们对生理状态实时监测的需求日益迫切. 纱线基汗液微流控技术因其卓越的汗液收集、转运能力与良好的纺织工艺兼容性, 成为实现这一需求的重要备选方案. 然而, 纱线基汗液微流控器件的原理、设计、构建与应用等方面仍面临诸多挑战. 本文回顾了纱线基微流控技术的发展历程, 并深入探讨了纱线芯吸的基本原理及其性能调控方法. 基于纱线芯吸特性, 本文进一步总结了面向不同应用的纱线基汗液微流控器件, 包括汗液分析传感器、汗液激发供能装置和汗液触发致动器. 上述器件不仅展示了纱线基汗液微流控器件在实时汗液成分分析、收集利用汗液供能和汗液触发形变方面的巨大潜力, 而且为实现智能化可穿戴健康监测和运动分析提供了有力支撑. 这一领域研究的不断深入有望推动智能织物和可穿戴技术进一步发展, 为人类健康生活带来更多便利.

冰箱内胆用高光HIPS 增韧及高泽度探究

摘要:冰箱的高光HIPS内胆表面层为普通高光HIPS,高泽度偏低,而且材料耐外应力和化学腐蚀性能差,增加了冰箱内胆开裂的风险。通过苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体(SBS)、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS)和苯乙烯-丁二烯共聚物(SBC)对普通高光HIPS 的增韧作用,研究了增韧高光HIPS 的性能和对内胆光泽度的影响,结果表明SBS和SEBS能够提高高光HIPS 的韧性和耐油腐蚀性,但降低了内胆光泽度,而SBC能够在提高高光HIPS 的韧性和耐油腐蚀性的同时,提高内胆光泽度。根据测试结果,为冰箱HIPS 内胆的光泽度提升和耐油腐蚀开裂的改善,提供了研发思路。

浅析抗菌阻燃材料的研究

【摘要】本文通过对抗菌材料、阻燃材料的研究现状、水平、存在问题及发展趋势进行分析,了解到未见具有抗菌、阻燃双重功能性材料研发的相关技术性文献。在高性能性材料日益发展的今天,材料的多功能性已经逐渐成为一种新兴的必要的产业要求。人们对于健康的要求,已经从原材料的安全、环保,上升到产品抗菌和阻燃的高度,表明环保、阻燃、抗菌材料是包装、电子产品、家居建材、航空等领域科技创新发展的方向。

3D打印鞋底结构在行走状态下的摩擦力学性能分析

摘要:随着3D打印技术的快速发展,鞋底结构的定制化设计成为提升运动性能与舒适度的关键。然而,目前针对3D打印鞋底在不同运动环境下的摩擦力学性能研究仍存在不足,特别是鞋底花纹结构与路面条件的交互作用机制仍需进一步研究。本研究旨在通过有限元分析方法,分析行走状态下3D打印鞋底结构的摩擦力学性能,重点探究路面条件及花纹结构对橡胶摩擦性能的影响机制,并分析不同工况下鞋中底变形模式与大底摩擦性能的演变规律,为3D打印鞋底的个性化设计提供理论依据。研究结果表明:在恒定外荷载及接触面积条件下,随着路面摩擦系数的增加、挤压接触边的增加及侧向接触边的减少,摩擦作用诱发橡胶的接触边逐渐出现扭转弯曲,有效提升摩擦力,但减少摩擦相对接触面积;随着橡胶接触面积的增加,摩擦力显著提高,相对接触面积明显减少;前掌结构主要提供吸能减震,足弓结构主要连接前掌与足跟,足跟结构主要提供支撑强度。研究成果为3D打印鞋底的功能性设计提供了参考,特别是为不同运动场景下的鞋底花纹优化、材料分布和结构刚度匹配提供了理论支撑。

碳纳米管柔性应变传感器在智能纺织品中的应用

摘要:智能纺织品不仅拥有日常穿着的所需功能,而且兼具智能性,柔性纺织材料的选择是当前纺织材料研究的重点。在柔性材料中,碳材料是制备柔性应变传感器的理想材料之一。以碳纳米管为柔性材料制备的柔性应变传感器在智能纺织品中的应用为研究内容,从碳纳米管的结构组成、性质及其应用等方面,介绍碳纳米管柔性应变传感器的研究现状;从材料选择、制备方法、性能测试及应用等方面,阐述以碳纳米管纤维和碳纳米管薄膜为柔性材料制备的柔性应变传感器的特性和功能;从制备难点、生产成本、实际应用效果等方面,对碳纳米管柔性应变传感器的优缺点进行评述。研究认为,在大应变下具有高灵敏度将是今后碳纳米管柔性应变传感器研究的方向。

超疏水表面在柔性可穿戴器件上的应用研究进展

摘要:柔性可穿戴电子器件因其轻薄便携、集成度高以及保形性好等特点在医疗保健、运动跟踪及环境监测等领域获得广泛关注。然而,特殊的使用环境使得其长期稳定性受到外界环境及受试者体表分泌物等复杂水合环境的挑战。超疏水表面因其特殊的防水、自清洁、抗腐蚀、抗菌等功能,为可穿戴电子器件及其供能设备的性能提升及延寿提供了新契机。简述了柔性可穿戴电子器件的研究进展;揭示了超疏水表面的主要原理和影响因素;汇总了超疏水表面的主要制备方法及其各自优缺点;简述了超疏水表面在可穿戴传感器、能量转化器件及储能器件方面的应用;指出高机械稳定性、良好的环境耐久性以及高透光率是未来超疏水表面在可穿戴器件上实现应用与发展的重点与难点。

家用多功能移动加湿机器人加湿模式模拟试验研究

摘要:文中拟采用模块化设计理念,完成一种家用多功能移动加湿机器人的设计。该设计主要偏向于主体结构的设计、优化及创新思想的提出。引入逆向设计的思想,对已知模型进行三维数据的设计。对较成熟的扫地机器人产品、加湿器进行外观结构重新设计及优化,力求优化产品模型。通过模拟试验对不同加湿模式的加湿效果进行对比和分析。试验结果分析表明,在相同面积的区域,选择不同加湿模式都能达到人体健康湿度,而且移动式加湿模式对室内湿度的均衡效果更显著。该模块化家用移动加湿机器人的设计极大地扩展了家用智能电器的使用范围,提高了家用智能电器的使用效率。所提出的基于模块化可重构思想的家用智能电器设计理念,对未来智能家用服务机器人产品的设计具有重要的借鉴意义。

碳纳米管在柔性可穿戴热电材料与器件开发中的研究进展

摘要:近年来,随着纳米科技的飞速发展,碳纳米管(Carbon nanotube,CNT) 在越来越多的领域得到了广泛的应用。与此同时,持续增长的全球能源消耗以及日益严峻的环境问题,促使新能源及其转换材料的研究。基于Seebeck 效应(Seebeck effect) 和帕尔贴效应(Peltier effect) 的热电器件因其在能量转换与管理方面的独特优势,已受到全球范围内的广泛关注。在此背景下,将热电器件与人体穿戴技术相结合,以实现智能监测、温度调节等多功能应用,逐渐成为研究热点。本文阐述了近年来CNT 在柔性可穿戴热电材料和器件中的研究进展,从CNT 的独特物理化学性质出发探讨了其在柔性可穿戴热电领域应用的可行性,介绍了CNT基无机、有机复合材料及器件的热电性能。最后总结分析了CNT 柔性可穿戴复合热电器件未来可能面临的挑战和发展趋势,以促进CNT 在柔性可穿戴热电器件中实现广泛应用。