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川大本科生一作（IF=19.1）！基于金屬腐蝕效應的柔性電化學壓力傳感器

2022-11-01 11:17:36 作者：材料科學與工程來源：材料科學與工程分享至：

柔性可穿戴力學傳感器在多種新興領域扮演著重要角色。基于壓電、摩擦電、離子電等無源式傳感原理的柔性力學傳感器在機械刺激下其自身即可產生電信號輸出，具有超低的功率消耗。然而，這類力學傳感器通常只對動態或瞬態的機械刺激產生響應，而難以用于監測靜態或者緩慢變化的力學刺激。因此，如何設計、構建一種不依賴外部電源，且具有良好的靜態刺激監測能力的傳感原理和器件，具有重要的理論研究意義和實際應用價值。

近日，四川大學機械工程學院的吳曉東研究員、甘芳吉副教授和張頂成副教授合作，巧妙地利用身邊隨處可見的金屬腐蝕現象，通過合理的材料選擇、組分優化、結構設計和系統集成，成功研發了一種新型電化學柔性壓力傳感器，實現了對靜態和低頻動態力學刺激的無源式監測，在多種人體生理信號監測方面表現出良好的應用前景。相關成果以 “Facile Construction of Electrochemical and Self-Powered Wearable Pressure Sensors Based on Metallic Corrosion Effects” 為題，發表在國際著名期刊《Nano Energy》上（影響因子：19.1），論文第一作者為四川大學機械工程學院2019級本科生梁春。

文獻鏈接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2211285522010321

圖1. 基于金屬腐蝕效應構建電化學力學傳感器的設計理念和應用前景。

圖2. 柔性電化學力學傳感器的工作原理和結構表征。

圖3. 柔性電化學力學傳感器的響應行為和性能表征。

圖4. 所研發柔性電化學力學傳感器在結合機器學習進行語音識別方面的應用探索。

總的來說，本工作通過材料學、電化學、結構設計、電子技術、人工智能算法、可穿戴健康監測等多個領域的交叉與融合，探索和開發了一種簡便、有效、經濟節約、可規模化的新型力學傳感器件，為未來可穿戴健康監測和柔性人機交互等領域提供了新原理和新方法。

本文第一作者為梁春同學，為四川大學機械工程學院材料成型及控制工程系2019級本科生，目前大四在讀。本文通訊作者吳曉東為四川大學機械工程學院特聘研究員，柔性智能感知課題組（Smart-X Lab）負責人，四川大學“雙百人才工程”入選者。長期致力于柔性智能傳感、可穿戴健康監測、人工電子皮膚等交叉領域的研究。

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