基于表面二级多孔结构薄膜的柔性可穿戴压力传感器结构与机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61904040
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0408.新型信息器件
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Flexible pressure sensors (FPS) attract extensive research interests in recent years due to their broad applications such as electronic skin (e-skin), human–machine interaction, and physiological signal monitoring. By layer ablation method, this project plan to prepare hierarchical porous structure thin film as the sensing material for fabricating flexible pressure sensor of high sensitivity in wide linear range, which will suit the application of monitoring physiological signals of the human body. We aim to tune the sensor sensitivity and linear range separately through new material structure design. The findings of this study will provide guidance to the design and fabrication of versatile FPS. The optimal sensor will be used for measuring arterial blood pressure pulse, and the respiration and heart rate of the human body will be extracted accordingly to provide alternative solution for mobile health monitoring.
柔性压力传感器因其在电子皮肤、人机交互、生理信号监测等方面的广泛应用而备受关注。本项目将通过激光烧蚀法制备具有表面二级多孔结构的复合薄膜材料作为传感单元,设计一种在宽压力探测区间内具有高灵敏度的柔性压力传感器,以便用于监测人体生理信号。通过材料结构设计,实现独立调控柔性压力传感器的线性区间和灵敏度,为设计通用型的柔性压力传感器结构提供参考方案与思路。该柔性压力传感器将用于监测人体脉搏波信号,记录人体呼吸及心率数据等生理信息,为移动健穿戴康监测提供理论依据和解决方案。

结项摘要

柔性压力传感器因其在电子皮肤、人机交互、生理信号监测等方面的广泛应用而备受关注。本项目首先通过激光烧蚀法制备具有表面二级多孔结构的复合薄膜材料作为传感单元,设计一种在宽压力探测区间内具有高灵敏度的柔性压力传感器,以便用于监测人体生理信号;其次,通过材料结构设计,制备多孔结构的聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄膜并通过激光烧蚀其表面制备出周期性二级孔洞结构;在该二级孔洞结构薄膜表面旋涂碳纳米管(CNTs)以形成导电网络;第三,研究实现独立调控柔性压力传感器的线性区间和灵敏度,以及导电性和力学弹性,从而研发出一款通用型压力传感器,既能满足高灵敏度的要求,又能在大的压力测量范围内使用,并用该薄膜组装成柔性压力传感器,用于监测人体腕部脉搏波信号并分析呼吸与心率等生理指标。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Study of flexible piezoresistive sensors based on the hierarchical porous structure CNT /PDMS composite materials
基于分级多孔结构CNT/PDMS复合材料的柔性压阻传感器研究
  • DOI:
    10.1016/j.jallcom.2022.165503
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Journal of Alloys and Compounds
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Zhou Qiao;Aixiang Wei;Kuidong Wang;Ningqi Luo;Zhen Liu
  • 通讯作者:
    Zhen Liu
Electrocatalytic performance of ReS2 nanosheets in hydrogen evolution reaction
ReS2纳米片在析氢反应中的电催化性能
  • DOI:
    10.1016/j.ijhydene.2021.10.120
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    International Journal of Hydrogen Energy
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhongsong Zhuo;Jiali Zhu;Aixiang Wei;Jun Liu;Ningqi Luo;Yu Zhao;Zhen Liu
  • 通讯作者:
    Zhen Liu
Effect of FA+ Fraction and Dipping Time on Performance of FAxMA1−xPbI3 Films and Perovskite Solar Cells
FA 分数和浸渍时间对 FAxMA1·xPbI3 薄膜和钙钛矿太阳能电池性能的影响
  • DOI:
    10.1007/s11664-020-08488-x
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Electronic Materials
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Jundong Luo;Aixiang Wei;Ningqi Luo;Jun Liu;Yu Zhao;Zhiming Xiao
  • 通讯作者:
    Zhiming Xiao
Highly Sensitive Piezoresistive Pressure Sensor Based on Super-Elastic 3D Buckling Carbon Nanofibers for Human Physiological Signals’ Monitoring
基于超弹性 3D 屈曲碳纳米纤维的高灵敏度压阻压力传感器,用于人体生理信号监测
  • DOI:
    10.3390/nano12152522
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Nanomaterials
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Zhoujun Pang;Yu Zhao;Ningqi Luo;Dihu Chen;Min Chen
  • 通讯作者:
    Min Chen
Flexible pressure and temperature dual-mode sensor based on buckling carbon nanofibers for respiration pattern recognition
基于屈曲碳纳米纤维的柔性压力和温度双模传感器用于呼吸模式识别
  • DOI:
    10.1038/s41598-022-21572-y
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Scientific Reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Zhoujun Pang;Yu Zhao;Ningqi Luo;Dihu Chen;Min Chen
  • 通讯作者:
    Min Chen

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其他文献

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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