芳香纺织品的研究进展及检测方法

针对芳香纺织品留香效率低等问题,文章对国内外芳香纺织品的研究现状进行了综述。主要介绍了芳香纺织品的制备方法,包括浸渍涂覆法、芳香纤维法、微(纳)米胶囊法和纳米尺度的新型整理法。分析了纺织品能够持久缓释香味的原因以及存在的问题,对制备芳香纺织品的方法及特点进行了综述,以及对芳香纺织品作为功能性纺织品的发展方向进行总结和展望,最后提出了芳香纺织品未来研究的重点。

智能纺织用聚吡咯电极材料研究进展

聚吡咯材料因具有良好的导电性及柔韧性、价格低廉、易于合成而在柔性超级电容器中具有很大的应用潜力。文章首先介绍聚吡咯的制备方法,包括原位聚合和电化学聚合。然后阐述聚吡咯与碳基材料、金属氧化物、金属硫化物等复合电极材料的电化学性能及其在柔性超级电容器中应用的研究进展。介绍聚吡咯电极材料在智能纺织品中的应用。最后提出基于聚吡咯复合材料的柔性超级电容器电极材料存在的问题和未来发展方向。

智能可穿戴产品用柔性传感器研究进展

传感器作为可穿戴电子设备的核心部件之一,受到广泛关注。文章从柔性传感器主要分类、制备材料、制备方法3方面阐述柔性传感器的研究进展,以及在医疗健康领域、运动休闲领域和特殊领域的智能产品中的应用。同时提出柔性传感器在智能医疗平台、电子皮肤、生物医学假体、人机交互机器人等前沿领域和智能产品中的研究前景。

可充电Ni-Zn电池在智能可穿戴领域的研究及应用进展

近年来,由于智能可穿戴技术的迅速发展,与之相关的产品大量涌现,对相匹配的储能与供能装置的需求也愈发迫切。可充电镍锌(Ni-Zn)电池由于其功率密度高、循环性能稳定且安全性强等优点,已成为供能装置研究中的热点。基于此,本文介绍了可充电镍锌电池的电极材料和电解质等方面的研究进展,特别是微纳米材料在电池中的应用,同时介绍了可充电镍锌电池在智能可穿戴领域的一些实际应用。

柔性汗液传感器的研究及其应用进展

可穿戴传感器以独特的监测模式(实时、连续、非侵入性)在医疗、体育、健康监测等领域得到了迅速发展。汗液中含有多种生物标记物,如代谢物、电解质和各种激素等。汗液可以反映人体的劳累程度、疾病、压力水平、运动情况等,与可穿戴技术相结合,汗液传感器有望实现低成本、实时、原位的汗液监测。本文从柔性汗液传感器的基底材料种类入手,介绍了近年来汗液传感器常用的基底材料,并概述了柔性汗液传感器在监测方面的应用。最后,总结了目前存在的局限性及对未来发展的展望。

冬季运动智能柔性人台关键技术开发

为精确获得运动姿态下服装对运动员整体和局部关键部位的减阻效果,基于运动员冬季运动动态姿势的三维人体数据,合理构建人台硬质内壳与柔性皮肤层的结构,并结合空气动力学等方法设计薄膜压电传感器的置入点位,为人台搭建完整的传感系统,开发了一款冬季运动智能柔性人台,并对该柔性人台进行了实际的风洞测试。结果表明,该人台可实现多点压力信号实时同步采集,不仅可得到人体局部关键部位的具体阻力数据,还可模拟测试速滑运动员在运动情况下穿着不同材料或不同结构设计的竞赛服装的减阻效果,测试竞赛服装不同部位的减阻情况。智能人台发挥了柔性传感器在服装减阻结构设计中的应用价值,使服装减阻测试更为简单和精确。

柔性微结构生物电干电极研究进展

为探讨柔性微结构生物电干电极的研究进展,结合国内外最新的研究成果,介绍了微结构生物电干电极的表面接触式和穿透接触式两种工作原理及各自简化的界面模型和等效电路模型。基于微针结构、微柱结构和微褶皱结构的不同特点,将微结构干电极分为微针干电极、微柱干电极和微褶皱干电极,分别从电极所使用的基底和导电材料、电极制备工艺技术、仿生结构的运用和生物电信号采集性能等方面进行了详细的综述。最后分析了三种微结构生物电干电极在长期动态生物电信号的监测方面存在的优缺点,并对该领域未来的发展趋势和研究重点进行了展望。

聚偏氟乙烯基柔性压电传感器的研究进展

随着智能化时代的到来,柔性压电传感器作为传感器的主要类型之一,是感知信息、发出信号的关键,柔性压电材料的选择与传感器的性能参数密切相关。与传统的压电材料相比,聚偏氟乙烯(PVDF)在柔性、可拉伸性、化学稳定性、机电转换、易用性和声传播阻抗方面具有显著优势,因此PVDF成为研究的热点。详细介绍PVDF柔性压电式传感器的工作原理,全面介绍了不同类型基于PVDF的柔性压电式传感器,分析了其优缺点及发展前景,为高性能、多功能的柔性PVDF压电传感器提供一些启示。

智能服装用银纳米线柔性传感器的研究进展

阐述柔性传感器导电部分银纳米线的制作方法,主要包括多元醇法、热溶剂法、紫外线辐照法、光还原技术、电沉积工艺、DNA模板法、多孔材料模板法和湿化学法,并介绍银纳米线在导电聚合物中的应用。阐述柔性传感器的特性和研究现状,以及柔性传感器在智能服装中的实际应用,指出柔性应变传感器可将人体各部位的运动信号转换为电信号输出,进而再对信号进行处理,在可穿戴式保健系统和人机交互中有很大的应用潜力。该研究对柔性传感器的开发有一定的指导意义。

老年人健康监测可穿戴设备的应用研究

用于老年人健康监测的可穿戴产品具有舒适、易护理、可长期穿戴和易操作等特点,文章简述近年来面料和柔性传感技术结合在老年人健康监测可穿戴设备的应用情况。综述用于老年人睡眠、血压、心率、无创血糖、帕金森、步态及跌倒监测的可穿戴设备的系列设计方案。提出老年人健康监测可穿戴设备的发展趋势,包括更低的价格、更安全的操作、更时尚的外观,为此类可穿戴设备的开发提供参考。

智能服装关键制备技术的研究进展

介绍柔性传感器与功能纺织品、柔性发电与储能装置、柔性显示器件、低功耗芯片与柔性电路、柔性可拉伸导线、柔性器件的加工与封装、新型检测仪器与检测标准以及信息安全8种智能服装制备的关键技术。重点介绍柔性传感器在智能服装技术中的研究进展,同时总结智能服装在医疗监测、体育健身以及军事领域等方面的应用。最后对智能服装与服饰的发展前景提出展望。

纺织基柔性压力传感器研究进展

智能纺织品可以与穿戴者或者环境进行数据跟踪和交流,这在健康监测、健身,以及公共安全等领域都具有非常广泛的应用前景。以纺织基柔性压力传感器的工作原理、常用材料、制备方法为分类依据,基于国内外最新研究成果介绍纺织基柔性压力传感器的研究进展以及最新应用,指出纺织基柔性压力传感器目前仍面临的挑战,如耐用性、生物安全性、洗涤稳定性等。并提出未来基于纺织品的压力传感器在人体运动健康监测、电子皮肤、医疗、机器人等领域的应用会越来越广泛。

多孔结构柔性应变传感器的研究进展

随着智能可穿戴柔性电子技术的发展,兼具高灵敏度和宽检测范围的柔性应变传感器的研发需求日益增长。多孔结构的材料中本身大量孔隙的存在便于构造复杂的导电网络,可实现灵敏度的有效提高;同时材料内部孔隙的存在导致自身杨氏模量降低,材料表现出更好的压缩性。对多孔结构柔性应变传感器的研究进展进行了全面概述,简要介绍了基于多孔结构柔性应变传感器的材料和类型,详细综述了多孔结构柔性应变传感器敏感材料常见的多孔结构和制备方法,总结了这些传感器在人体运动监测、生理信息监测和能量收集器等方面的应用,讨论了多孔结构的柔性应变传感器目前面临的一些挑战和未来发展的方向。

静电纺纤维膜应变传感器制备及性能研究

采用真空抽滤的方法制备一种柔性可拉伸纤维膜传感器,该传感器具有灵敏度高、稳定性好、拉伸性能好、透气等特点。该传感器以静电纺丝技术为基础,将聚氨酯(TPU)纤维膜作为传感器基底,通过真空抽滤的方法将多壁碳纳米管(MWCNTs)和银纳米线(AgNWs)加载在TPU纤维膜上。扫描电镜图像显示,多壁碳纳米管和银纳米线与TPU纤维形成致密的导电网络。而且MWCNTs-AgNWs-TPU可拉伸纤维膜传感器具有良好的导电性,在50%应变下灵敏度高达438 kPa^(-1),具有优良的耐久性(>1000循环)和水蒸气透过率,这种性能保证了传感器可以作为一种可穿戴设备来监测人体各部位的运动。

压力袜用气囊应力传感器的研究

基于非溶剂诱导相分离法,制备MWCNTs-PU多孔导电膜,通过丝网印刷法在PVC柔性薄膜上制备银电极,通过热压法进行封装制成气囊,设计并制作了一种压力袜用气囊应力传感器,与服装压力舒适性测量系统结合可以测量压力袜对人体下肢的压力。并评估其实际可用性,将传感器放置在半径可调节的模型上对其线性度、精确度和重复性进行测试。结果表明,该传感器的测量压力与理论压力具有较强的线性相关性,且精确度较高,重复性好,对今后压力袜压力舒适性的评估具有一定指导意义。

恒电位法制备Ag/AgCl纱线参比电极性能研究

以镀银纱线为基底材料,采用恒电位法在0.9%的NaCl溶液中制备了4种不同沉积电压(0.50、0.60、0.70、0.80 V)Ag/AgCl纱线参比电极。研究了Ag/AgCl纱线参比电极电化学阻抗、电位稳定性、温度影响、酸碱度影响、可逆性和再现性。结果表明,随着沉积电压的升高,镀银纱线表面生成的氯化银颗粒粒径增大且分布面积增大,其中0.60 V沉积电压制备的Ag/AgCl纱线参比电极,氯化银颗粒均匀分布,纱线表面为极化-非极化复合结构,电化学阻抗最低、电位稳定性最好、温度及酸碱环境的变化对电极电位影响小、可逆性好且具有良好的电位重现性。

用于心电监测的双层间隔织物干电极制备与表征

为了解决心电动态采集时信号差的问题,以涤纶间隔织物为基底,采用两步法、氯化工艺制备织物干电极,并对其表面形貌、电化学性能和生物电信号采集性能进行了表征。结果表明,经氯化处理10 s的电极具有最优的电化学性能,其阻抗在0.1 Hz时为4 647Ω,静态开路电位振幅为0.114 mV,电压幅度为1.413 mV。相较于湿电极,间隔织物干电极心电信号动态采集性能更好,在不同摆臂角度时采集的心电信号基线漂移小于湿电极,该电极更适合于动态心电信号采集。

基于复合纳米纤维膜的离子传感器制备及其性能

为开发具有高稳定性、高灵敏度的柔性离子传感器,采用静电纺丝法制备聚偏二氟乙烯(PVDF)/离子液体(IL)复合纳米纤维膜,与电极材料组装成三明治结构的离子传感器。探讨了纺丝液质量分数及IL含量对纺丝工艺和纤维膜形貌的影响;其次利用能量色散X射线光谱仪和红外光谱仪表征了复合纳米纤维膜所含元素分布与化学结构;进一步利用柔性传感器测试系统探究了不同IL含量、不同厚度的纳米纤维膜对于传感器性能的影响。结果表明:在PVDF质量分数为18%~19%,且与离子液体量比为2∶1或3∶1时,复合纳米纤维膜表面规整,串珠少,纤维直径分布均匀,带电离子数量增多且分布均匀;随着PVDF/IL纳米纤维膜的厚度增加,离子传感器的检测范围逐渐增大,灵敏度逐渐降低;在聚偏二氟乙烯质量分数为18%,且与离子液体的量比为2∶1时,离子传感器在0~40 kPa的检测范围内具有32.471 pF/kPa灵敏度的压力感测,在5000次加载-循环中保持突出的力学稳定性,并且可应用于分辨人体关节运动的检测。

基于葡萄糖氧化酶的葡萄糖传感器的研究进展

综述了对葡萄糖具有良好的催化效应且被广泛用于葡萄糖传感器研发当中的葡萄糖氧化酶(GOx)在葡萄糖传感器酶电极中的固定化方法,并分析其对葡萄糖传感器性能的影响;根据连续监测形式将葡萄糖传感器划分成微创式、植入式和无创式,归纳总结了采用不同监测形式的葡萄糖传感器的最新研究进展;最后,对基于GOx的葡萄糖传感器在柔性可穿戴领域的发展前景进行了展望。

基于碳材料的柔性电加热元件的研究进展

综述了国内外碳基柔性电加热元件的最新进展,阐述了碳基柔性电加热元件的加热机理,总结了以石墨烯、碳纳米管、碳纤维等为代表的碳基柔性电加热元件常用碳材料,介绍了碳基柔性电加热元件的制备方法及其在防寒保暖和医疗保健等领域的应用。