柔性湿度检测与非接触控制系统

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项目简介

  人机交互技术因其在物联网(IoT)中的重要应用而受到广泛关注,例如可穿戴电子和远程医疗监控等。对于人机交互系统,智能传感器起着关键作用,因为它们可以有效地将来自人体的各种信号“转换”为机器可以识别的信息。因此,开发具有高灵敏度和快速响应的各种智能传感器尤为重要。传统传感器通常需要人体与其直接发生物理接触产生信号,例如压力传感器,应变传感器等。然而,直接接触式传感不仅会带来不可避免的机械磨损,还会限制其在更广范围例如在有毒或有害环境中应用。为了克服这些缺点以满足多样的应用需求,柔性非接触式湿度传感器成为现有传感器的一个重要补充,非接触控制可作为先进人机交互系统的新型控制方法,同时非接触控制方法还可以改善操作体验的舒适性和手部卫生。

   该项目开发了柔性透明的高性能非接触式湿度传感器,该非接触传感器基于三氧化钼纳米片,采用低成本、简便的溶液方法合成。所制备的传感器对外部相对湿度(RH)变化表现出超高的灵敏度,当RH从0%变为100%时传感器的电流变化了5个数量级。此外传感器具有快速响应(<0.3 s)和恢复时间(<0.5 s),还表现出长期的稳定性,并且具有很好的机械灵活性。同时,开发了一种可穿戴湿度分析系统,实现了与人体健康相关的相对湿度实时快速检测与分析;此外,该湿度传感器的远程非接触式交互式传感特性被应用于柔性非接触式智能屏幕控制系统,该系统可以通过非接触的操控方式解锁智能手机的操作界面。

应用领域

  基于三氧化钼的柔性湿度传感器能够实现对外部相对湿度变化的实时与快速的检测,可应用于与湿度变化相关的可穿戴设备中,该可穿戴湿度检测系统比传统设备更加便携,成本更低,并且更适合日常和家庭检测中使用。运动员,患者或其他人可以使用此湿度传感器进行常规湿度变化和呼吸状态监测,以跟踪其与健康相关的变化;另外,目前市面上可实现非接触传感的柔性传感器阵列非常之少,基于此湿度传感器的柔性非接触控制系统由于其非接触感知、可穿戴、可折叠、可弯曲的特性将在智能人机交互、可穿戴设备等领域具有巨大的发展潜力。

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