背景介绍

压电压力传感器已被用于人体运动和生理参数的监测，但在可穿戴应用方面存在固有的局限性，包括毒性、降解和脆性。本研究以PVDF、BaTiO3纳米颗粒和有纹理的AlN为材料，开发安全、稳定、机械柔性的复合薄膜，用于演示可穿戴的压电压力传感器，提高产量性能和生物相容性。将纳米颗粒嵌入PVDF和AlN薄膜制成的压电压力传感器附着在人体不同部位，根据生理和物理刺激测量不同的输出电压。测量简单的弯曲(呼吸、咀嚼和吞咽)，关节运动(手腕、肘部和手指)，低(眼球运动)和高压应用(深蹲、弓步和行走)。

文章小结

在本研究中，作者介绍了一种由BaTiO3纳米颗粒嵌入PVDF涂层的AlN薄膜组成的PVDF+AlN传感器。采用射频磁控溅射法在柔性铜箔上沉积AlN，采用溶液铸造法和旋涂法制备了BaTiO3纳米颗粒分散的PVDF。用拉曼光谱、红外光谱和x射线衍射分析了所制备的传感器。物理化学分析表明，热处理和干燥步骤后PVDF的压电阶段高了PVDF+AlN传感器的压电性能。在专门设计的试验台上对压电材料的基本性能进行了测试，详细参数由计算机软件控制。随着外加力的增加，PVDF+AlN传感器的输出电压增加，灵敏度为5.713 V/N，是比较材料中最高的。PVDF+AlN传感器的耐用性也得到了验证，可循环使用6000次。我们使用各种类型的实际压电环境来测试我们的传感器，例如肌肉运动，包括声带、与眼睛相关的运动、关节弯曲和高压区域。结果表明，根据弯曲力从微小偏转到大偏转的范围，几种生理信号产生了不同的输出。PVDF+AlN传感器通过在AlN上应用PVDF和纳米颗粒增强了压电性能和灵敏度，使PVDF+AlN传感器具有可穿戴性能和能量收集能力，在生物医学应用中具有竞争力。

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https://softscijournal.com/article/view/4974