石墨烯柔性健康传感器力声融合效应机理研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:61901064
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:26.5万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:F0123.敏感电子学与传感器
- 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
- 项目参与者:--
- 关键词:
项目摘要
With the improvement of people's standard of living, health issues are getting more and more attentions. Portable health monitoring and warning technologies have become the focus of both academia and industry. At present, portable health instruments need to rely on multiple devices including sensors and actuators to realize health monitoring and warning. The failure of any device within the instrument will lead to the breakdown of the whole instrument, so that the patients will miss the optimal treatment opportunity. Multiple devices can be decoupled if monitoring and warning functions are combined. The reliability of the instrument will be improved, as well. Therefore, it's urgent to research multi-feature integration on a single device. In this project, graphene is taken as research target. We build the acoustic and mechanical models of graphene, and then explore the acoustic and mechanical properties and their factors. Besides, we reveal the mutual coupling relationships of acoustic and mechanical properties. After that we manufacture the graphene sensor with both excellent acoustic and mechanical performance and build the health system with the combination of real-time monitoring and warning features. This research project will provide new methods for multifunctional integration design, and promote the development of China's smart medical technology and the implementation of the "healthy China" plan in the future.
随着国民生活质量的改善,健康问题关注度日益提高,便携化健康监测预警技术成为学术与产业研究的重点。现有便携式设备必须依靠传感、预警等多个分立器件串联以实现健康监测预警功能,其中任一环节故障都会造成设备预警功能失效,以致使病人错过最佳治疗时机。如果传感器具有监测预警一体化功能,即可减少系统串联环节,从而提高设备的可靠性,故急需开展基于单器件的多特性融合技术研究。本项目以石墨烯材料为研究对象,建立石墨烯声学和力学理论模型,探索石墨烯力学传感和发声机理,研究石墨烯力声特性的影响因素,揭示石墨烯力声特性的相互耦合规律,制备兼顾力声性能的石墨烯传感器,并搭建健康监控预警一体化系统,为传感器多功能集成设计提供新思路,推动我国医疗传感技术的发展和“健康中国”目标的实现。
结项摘要
现有便携式健康监测设备必须依靠传感、预警等多个分立器件串联以实现健康监测预警功能,其中任一环节故障都会造成设备预警功能失效,以致使病人错过最佳治疗时机。如果传感器具有监测预警一体化功能,即可减少系统串联环节,从而提高设备的可靠性,故急需开展基于单器件的多特性集成技术研究。本项目以多孔石墨烯材料为研究对象,展开了石墨烯力学传感和发声机理研究,通过构建有限元模型,获取了石墨烯力学和声学性能的影响因素,并揭示了传感器力学与声学性能之间的耦合规律;在器件制备方面,通过激光雕刻工艺,以聚酰亚胺材料为衬底,制备了多种图形化的多孔石墨烯器件,获得了兼顾力学传感性能和发声性能的图形化结构和制备工艺参数,并搭建了呼吸监测与预警一体化系统,能够实现在呼吸停止等异常状态下的发声报警功能。项目相关成果在国内外高水平学术刊物发表论文16篇,其中中科院一区论文7篇,中科院二区论文9篇,包括顶级刊物InfoMat、Advanced Functionals Materials、Chemical Engineering Journal等,授权发明专利3项,同时在项目支持下,申请人获得重庆市“重庆英才”青年拔尖人才荣誉称号,与英国曼彻斯特大学英国皇家工程院院士Mohamed Missous教授课题组建立了密切合作关系,获批科技部国家外国专家人才类项目——电力装备新材料与器件研究团队引进Mohamed Missous院士计划,两位研究生获得研究生国家奖学金,优秀硕士毕业生等荣誉,研究成果为传感器多功能集成设计提供了新思路,有助于推动我国医疗传感技术的发展和“健康中国”目标的实现。
项目成果
期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
A Multi-functional NO2 gas monitor and Self-Alarm based on Laser-Induced graphene
基于激光诱导石墨烯的多功能NO2气体监测仪和自报警器
- DOI:10.1016/j.cej.2021.131079
- 发表时间:2022
- 期刊:Chemical Engineering Journal
- 影响因子:15.1
- 作者:Zhirong Peng;Lu-Qi Tao;Simin Zou;Congcong Zhu;Guanya Wang;Hao Sun;Tian-Ling Ren
- 通讯作者:Tian-Ling Ren
Tunable mechanical, self-healing hydrogels driven by sodium alginate and modified carbon nanotubes for health monitoring
由海藻酸钠和改性碳纳米管驱动的可调节机械自愈水凝胶,用于健康监测
- DOI:10.1016/j.carbpol.2022.119854
- 发表时间:2022
- 期刊:Carbohydrate Polymers
- 影响因子:11.2
- 作者:Wen Li;Lu-Qi Tao;Mei-Cun Kang;Li Chen;Ci-Yong Luo;Guanghua He;Tian-Yi Sang;Ping Wang
- 通讯作者:Ping Wang
Humidity-Based Human-Machine Interaction System for Healthcare Applications
用于医疗保健应用的基于湿度的人机交互系统
- DOI:10.1021/acsami.1c23725
- 发表时间:2022-03-16
- 期刊:ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
- 影响因子:9.5
- 作者:Zou, Simin;Tao, Lu-Qi;Ren, Tian-Ling
- 通讯作者:Ren, Tian-Ling
TiO2-Doped GeSe Monolayer: A highly selective gas sensor for SF6 decomposed species detection based on DFT method
TiO2-掺杂GeSe单层:基于DFT方法的用于SF6分解物检测的高选择性气体传感器
- DOI:10.1016/j.apsusc.2021.151212
- 发表时间:2021-10-04
- 期刊:APPLIED SURFACE SCIENCE
- 影响因子:6.7
- 作者:Sun, Hao;Tao, Lu-Qi;Li, Jian
- 通讯作者:Li, Jian
A Monolayer Composite of h-BN Doped by a Nano Graphene Domain: As Sensitive Material for SO2 Gas Detection
纳米石墨烯域掺杂的 h-BN 单层复合材料:作为 SO2 气体检测的敏感材料
- DOI:10.1109/led.2020.3008556
- 发表时间:2020-09-01
- 期刊:IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS
- 影响因子:4.9
- 作者:Wang, Guanya;Yu, Jiabing;Tao, Lu-Qi
- 通讯作者:Tao, Lu-Qi
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