科研人員開發(fā)出柔性可穿戴長(zhǎng)波紅外光熱電探測(cè)器

  新華社   2024-04-10 15:52:08

近日，中國(guó)科學(xué)院大連化物所催化基礎(chǔ)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室熱電材料與器件研究組姜鵬研究員、陸曉偉副研究員、包信和院士團(tuán)隊(duì)開發(fā)了柔性可穿戴長(zhǎng)波紅外光熱電探測(cè)器，相關(guān)研究成果以“實(shí)現(xiàn)非接觸式溫度感知的柔性紅外光熱電探測(cè)器賦予電子皮膚溫度預(yù)警功能”為題，發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《先進(jìn)材料》上。

仿生觸覺是智能機(jī)器人感知外部環(huán)境刺激的基礎(chǔ)。在傳統(tǒng)觸覺系統(tǒng)中，觸覺傳感器需要與外部環(huán)境物理接觸進(jìn)而獲取溫度信息，無法在接觸前對(duì)外部刺激作出預(yù)判。發(fā)展具有非接觸溫度感知能力的先進(jìn)觸覺傳感技術(shù)，有助于為機(jī)器人交互感知領(lǐng)域帶來全新的體驗(yàn)。

光熱電探測(cè)器是基于光熱轉(zhuǎn)換和熱電轉(zhuǎn)換兩個(gè)基本能量轉(zhuǎn)換過程的一種探測(cè)器，可在無需制冷、無需偏置電壓、無接觸的條件下實(shí)現(xiàn)對(duì)長(zhǎng)波紅外輻射（8微米至14微米）的靈敏探測(cè)。本工作中，研究團(tuán)隊(duì)在前期光熱電探測(cè)器相關(guān)工作的基礎(chǔ)上，在具有長(zhǎng)波紅外吸收能力的柔性聚酰亞胺襯底上構(gòu)建了碲基熱電異質(zhì)結(jié)薄膜，制備出可集成、柔性、可穿戴長(zhǎng)波紅外光熱電探測(cè)器。

在非接觸式溫度感知測(cè)試中，當(dāng)目標(biāo)溫度從零下50攝氏度上升至110攝氏度，所制備柔性光熱電探測(cè)器的靈敏度優(yōu)于現(xiàn)有商業(yè)熱電堆，測(cè)溫精度可達(dá)0.05攝氏度。以此為基礎(chǔ)，研究團(tuán)隊(duì)利用該紅外探測(cè)器進(jìn)一步開發(fā)了動(dòng)態(tài)溫度預(yù)警系統(tǒng)，使得穿戴該探測(cè)器的軟體機(jī)械手可對(duì)熱源進(jìn)行預(yù)先判定。

據(jù)介紹，該項(xiàng)研究為在仿生觸覺系統(tǒng)中引入紅外探測(cè)技術(shù)提供了可行的解決方案，在機(jī)器人交互感知、虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。（王瑩）

責(zé)編：姜河

一審：姜河

二審：張馬良

三審：熊佳斌

來源：新華社

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