快来围观微米级超薄可穿戴设备

来源:荣格

发布时间:2019年9月11日上午 09:09:01

这不是科幻故事,微米级超薄可穿戴设备在未来即将改变人们的生活。

可穿戴智能化设备可定义为直接穿在身上或是整合到用户的衣服或配件的一种便携式设备。可穿戴设备不仅仅是一种硬件设备,更可以通过软件支持以及数据交互、云端交互来实现强大的功能。得益于电子技术、互联网和高速通信技术的飞速发展,可穿戴设备在医疗领域中进行人体健康、诊断和环境的信息搜集越来越普遍。根据国外权威机构International Data Corporation(IDC)的数据显示,2019年可穿戴设备市场预计全球出货量将达到2.229亿台。然而,如何改善医疗用可穿戴设备的舒适性仍是需要关注的主要问题。

微米级超薄可穿戴设备

说起来,其中一种方法是设计更小、更灵活的装置,这样就不会干扰人们的日常穿着或运动。日前,休斯顿大学的研究人员就设计了这样一种超薄电子设备——产品在外形大小和常规的创可贴有的一拼。

人机界面(HMI)设备——一种可以附着在皮肤上的小条材料,未来也有可能用作机器人手臂或其他机器人设备的假肢皮肤。研究人员表示,该设备具有强大的人机界面,可自动收集信息并反馈给佩戴者。

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 “一切都非常薄,只有几微米厚。” 休斯顿大学机械工程副教授Cunjiang Yu在一份新闻声明中说。“你甚至无法感受到它的存在。”

灵活多变

正如研究人员在Science Advances发表的一篇论文中报道的那样,研究通过使用材料组合来设计该设备,设备“超薄,机械上难以察觉且可拉伸”。

研究人员表示,他们以金属氧化物半导体(一种由氧化铟锌制成的纳米级聚合物基底)为材料,用一步法制造完成。制造工作可以在低于300摄氏度的温度下进行。

他们在论文中写道:“我们报告了一种...... HMI设备,它既可以佩戴在人体皮肤上以捕获多个物理数据,也可以在机器人上提供智能反馈,形成闭环HMI。”

事实上,该设备不仅可以用于人类的可穿戴技术,还可用在机器人表面,作为可能感知环境或健康状况的传感器。兼任休斯顿大学德克萨斯超导中心的首席研究员的Yu如此说到。

“当你和机器人握手时,它能够立即推断出你的身体状况吗?”他在一份新闻声明中说道,并补充说该设备可以被机器人或人类用来测试化学品等环境中的环境溢出,或考察环境是否构成危险。

可穿戴设备市场发展带动原材料需求

可穿戴设备市场的不断发展,进一步推动了各种可穿戴设备原材料的需求,根据Marketsand Markets的报告显示,可穿戴材料市场规模预计将从2018年的15亿美元增长到2023年的29亿美元,复合年增长率为15.0%。

在材料选择方面,由于应用于可穿戴设备的材料与人体肌肤直接接触,需要具备安全、透气、耐用、舒适、灵活度、柔软度和贴合度好等特性,因此,高分子材料成为可穿戴设备的主要材料之一。适用于可穿戴设备的材料包括有硅胶、聚胺酯、弹性体TPE、TPU,以及各种胶黏剂等。而其中,硅胶以其良好的透气性和生物相容性,将引领可穿戴材料的市场。

由瓦克公司推出的功能性LSR材料特性如下:

—  ELASTOSIL® LR 3003系列:硬度范围宽广(Shore A 3~90),具有优异的压变性能和回弹性能,二次硫化一小时即可达到低VOC水准。

—  ELASTOSIL® LR 3038 K1 CN系列:硬度范围在Shore A 20~70,具有优异的抗撕裂强度。

—  低摩擦系数等级材料 ELASTOSIL® LR 3066 :与标准有机硅相比,摩擦系数低50-70%;能保持持久的表面爽滑,具有优异的触感。

 

由阿科玛公司推出的可穿戴设备材料特性如下:

—  Kynar® PVDF氟聚合物树脂提供卓越的户外耐候性和耐化学性,表面光滑,提升了可穿戴设备的舒适感。

—  Pebax® 热塑性弹性体系列提供不同的硬度 (肖氏D硬度从20到大于70),带来不同级别的柔软触感,满足不同客户的需求,同时带来优异的耐化学性和持久弹性。

—  Rilsan® 尼龙树脂系列的玻纤和碳纤增强规格用于可穿戴设备中的小型刚性零部件,带来高强度和高刚度。

 

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