Der flexible Widerstandssensor verwendet ein Gerät, das auf dem Prinzip von Parallelplattenkondensatoren basiert

Kürzlich gab Hanwei Technology auf der Investoreninteraktionsplattform bekannt, dass Suzhou Nengstar, eine Holding-Tochtergesellschaft, eine strategische Kooperationsvereinbarung mit Xiaomi Technology getroffen hat. Das Unternehmen stellte fest, dass sich flexible Sensoren noch in einem frühen Entwicklungsstadium befinden, aber eine glänzende Zukunft haben.

Laut Statistiken der Marktinstitute hat der flexible Sensor B-106-1991 ein großes Potenzial. Es wird erwartet, dass der globale Markt für flexible Sensoren von 2021 bis 2028 mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 6,8 % schnell wachsen und bis 2028 eine Marktgröße von 8,47 Milliarden US-Dollar erreichen wird. Als nächstes betrachten wir die Entwicklung flexibler Sensoren aus der Perspektive von Produkttypen, Hauptanwendungen und Akteuren.

Einführung flexibler Sensoren.

Flexible Sensoren beziehen sich auf Sensoren aus flexiblen Materialien mit guter Flexibilität, Duktilität und Biegbarkeit. Flexible Sensoren können aufgrund ihrer flexiblen Materialien und Strukturen beliebig nach Anwendungsszenarien angeordnet werden. Beispielsweise können flexible Faserdehnungssensoren zur Herstellung von Kleidung verwendet werden. Diese Art von Kleidung verfügt über eine Gesundheitsüberwachungsfunktion, die jederzeit Informationen wie den menschlichen Puls, die Atmung, das Zittern und die Bewegung der Gliedmaßen erfassen kann, was dazu beiträgt, die Entwicklung einer intelligenten, effizienten und genauen Gesundheitsbewertung und Krankheitsdiagnose aus der Ferne zu fördern Technologie.

Flexible Sensoren können in flexible resistive Sensoren, flexible kapazitive Sensoren, flexible piezoelektrische Sensoren und flexible Induktoren unterteilt werden.

Hinsichtlich der Implementierung platzieren flexible Widerstandssensoren typischerweise Widerstandsschichten, Kurzschlussschichten, flexible Kontakte und Elektroden auf einem Substrat. Beispielsweise überlappen flexible Widerstandsdrucksensoren üblicherweise die Kurzschlussschicht und die Widerstandsschicht unter Druckeinwirkung, um den Widerstandswert der Systemschaltung zu ändern, und erhalten dann den Druckwert. Flexible Widerstandssensoren haben die Vorteile hoher Empfindlichkeit, einfacher Struktur und Tragbarkeit.

Im Gegensatz zu flexiblen resistiven Sensoren verwenden flexible kapazitive Sensoren typischerweise eine Vorrichtung, die auf dem Prinzip von Parallelplattenkondensatoren basiert, wobei die Kapazität des Sensors durch Ändern des Abstands zwischen den Plattenkondensatoren geändert wird. Am Beispiel des Drucksensors wird durch Aufbringen von äußerem Druck der Abstand zwischen den Plattenkondensatoren verringert und anschließend die Messdaten gewonnen. Sensoren mit flexiblen Kondensatoren haben die Vorteile einer hohen Empfindlichkeit, einer schnellen Reaktion und eines großen Dynamikbereichs.

In einem Schaltungssystem sind die Funktionen von Kondensatoren und Induktoren relativ und ihre Prinzipien können miteinander kommunizieren. Flexible Induktoren haben die Vorteile einer einfachen Struktur, einer hohen Empfindlichkeit, einer hohen Ausgangsleistung, einer niedrigen Ausgangsimpedanz, einer starken Entstörungsfähigkeit und einer hohen Messgenauigkeit.

Außerdem ist das Realisierungsprinzip von flexiblen piezoelektrischen Sensoren und flexiblen piezoelektrischen Magnetsensoren ähnlich dem von gewöhnlichen Sensoren, und Sensoren haben nicht das Wort "flexibel". Wenn beispielsweise einige dielektrische Materialien einer äußeren Kraft in einer bestimmten Richtung ausgesetzt werden, kann das Innere eines flexiblen piezoelektrischen Sensors polarisiert werden, was zu entgegengesetzten Ladungen auf den beiden gegenüberliegenden Oberflächen führt. Dieser Unterschied kann zur Messung verwendet werden.

Natürlich können wir auch flexible Sensoren verwenden, die sich in flexible Drucksensoren, flexible Gassensoren, flexible Feuchtigkeitssensoren, flexible Temperatursensoren, flexible Dehnungssensoren, flexible Magneto-Impedanz-Sensoren und flexible Wärmeflusssensoren unterteilen lassen.

Obwohl es viele Wörter für Flexibilität gibt, ist die Essenz eines flexiblen Sensors immer noch ein Sensor, und was ihn von anderen unterscheidet, ist die Wahl der Materialien.

Zuerst ist das Fundament. Flexible Sensoren verwenden flexible Substrate. Im Allgemeinen muss das Material leicht, transparent, gedehnt, gebogen und korrosionsbeständig sein. Polydimethylsiloxan (PDMS) ist ein gängiges flexibles Substrat, das nicht nur die oben genannten Eigenschaften besitzt, sondern auch leicht verfügbar ist und stabile chemische Eigenschaften aufweist.

Gefolgt von leitfähigen Materialien, also metallischen Materialien, die hauptsächlich zur Herstellung von Elektroden und Drähten verwendet werden. Typischerweise verwenden flexible Sensoren metallische Nanopartikel oder Nanodrähte anstelle von normalen Metallen. Dieses Material hat eine bessere Leitfähigkeit und lässt sich leicht zu dünnen Filmen verarbeiten.

Kohlenstoffmaterialien werden auch in flexiblen Sensoren verwendet, hauptsächlich Graphen und Kohlenstoffnanoröhren. Flexible Sensoren sind eine der wichtigen Anwendungen für die Landung von Graphenmaterialien. Graphen ist leicht, dünn, transparent und hat eine gute elektrische Leitfähigkeit, was es zu einer perfekten Kombination für flexible Sensoren macht. Daneben gibt es anorganische Halbleitermaterialien und organische Materialien, die hauptsächlich zur Realisierung der charakteristischen Funktionen von Sensoren verwendet werden. Dabei sind die piezoelektrischen Eigenschaften des Materials ein sehr wichtiger Indikator.

Ein vielversprechender flexibler Sensor.

Gegenwärtige flexible Sensoren haben aufgrund ihrer hervorragenden Produkteigenschaften große Aufmerksamkeit in Wissenschaft und Industrie auf sich gezogen und wurden in vielen Anwendungsbereichen eingesetzt.

Betrachten Sie zunächst den medizinischen Bereich. Flexible Sensoren werden oft zu elektronischen Skins verarbeitet, um Patienten zu überwachen. Im Jahr 2019 stellten John Rogers (John Rogers) und seine Kollegen einen drahtlosen Sensor vor, der eigentlich eine typische Anwendung für flexible Sensoren ist. Dieser drahtlose Sensor verbietet nicht nur Messleitungen, sondern ist flexibel genug, um auf die Fußsohlen schwerkranker Kinder zu passen, was Eltern das Hochheben ihrer Kinder in Pflegegeräten erleichtert.

Aus Sicht der Produktform können flexible Sensoren zur Herstellung intelligenter Pflaster, intelligenter Bandagen, flexibler Oximeter und anderer medizinischer Bereiche verwendet werden. Werfen wir einen Blick auf intelligente Pflaster. Im Gegensatz zu gewöhnlichen Pflastern enthalten intelligente Pflaster flexible Sensoren, Medikamente und medizinisches Klebeband. Der Grad der Wundheilung und Entzündung kann durch Messen des pH-Werts der Wunde beurteilt werden, um eine Infektion zu vermeiden.

Smart Clothing ist eine weitere typische Anwendung flexibler Sensoren, die Wearables völlig unbeeinflusst machen. Derzeit wurde das Mischen von Fasern und flexiblen Sensoren untersucht. Um den Anforderungen verschiedener tragbarer Geräte gerecht zu werden, basiert diese Implementierung auf Textilien, die auf unterschiedliche Weise mit Sensormaterialien oder -elementen kombiniert werden.

Zur Herstellung von smarter Kleidung gehören neben Aufbereitungsverfahren auch Beschichtungsverfahren und Verpackungsverfahren. Beschichtungsverfahren bedeutet, dass Metallpartikel, kohlenstoffbasierte Materialien oder polymere leitfähige Verbundstoffe durch Abscheidung, Bedrucken oder Kacheln an der Oberfläche des Gewebes angebracht werden, um ein leitfähiges beschichtetes Gewebe zu bilden. Dies ist derzeit die gebräuchlichste Herstellungsmethode für flexible Stoffsensoren. Verpackungsregeln sind das Hinzufügen von Sensoren zu intelligenter Kleidung oder Geräten, z. B. Nähen oder Einbetten.

Von der aktuellen Marktfront werden Funktionsbekleidung und Sportbekleidung zu den beiden Hauptmärkten für flexible Sensoren, die sich durchsetzen werden. Beispielsweise können Temperatursensoren und Feuchtigkeitssensoren nicht nur die Lebensmerkmale von Arbeitern erkennen, sondern auch die raue äußere Umgebung überwachen, um den Mitarbeitern zu helfen, mit ihrer eigenen Gesundheit und Umwelt Schritt zu halten.Dies ist die intelligente Kleidung, die von Wüstenarbeitern getragen wird.

Natürlich haben flexible Sensoren auch breite Anwendungsperspektiven in den Bereichen Industrie, Transport, Luft- und Raumfahrt und Militär.

Zusammenfassung

Flexible Sensoren befinden sich in der frühen Phase der Marktexpansion, und Benutzer und Verbraucher haben keine offensichtliche Wahrnehmung in Bezug auf die Anwendung, aber ihr Entwicklungspotenzial und ihre Anwendungsaussichten sind unbestreitbar, weshalb sie in die Xiaomi-Lieferkette eintreten können. Der Markt ist bereit. Durch die Tianyan-Inspektion können wir sehen, dass es etwa 4000 chinesische Unternehmen mit flexiblen Sensorprodukten und patentierter Technologie gibt, und wir warten auf eine Killeranwendung.