El sensor resistivo flexible utiliza un dispositivo basado en el principio de condensadores de placas paralelas
Recientemente, Hanwei Technology declaró en la plataforma de interacción con inversionistas que Suzhou Nengstar, una subsidiaria de holding, llegó a un acuerdo de cooperación estratégica con Xiaomi Technology. La compañía señaló que los sensores flexibles aún se encuentran en las primeras etapas de desarrollo, pero tienen un futuro brillante.
Según las estadísticas de las instituciones del mercado, el sensor flexible B-106-1991 tiene un gran potencial. Se espera que de 2021 a 2028, el mercado mundial de sensores flexibles crezca rápidamente a una tasa de crecimiento anual compuesta del 6,8 %, alcanzando un tamaño de mercado de 8470 millones de USD para 2028. A continuación, veremos el desarrollo de sensores flexibles desde la perspectiva de los tipos de productos, las principales aplicaciones y los jugadores.
Introducción de sensores flexibles.
Los sensores flexibles se refieren a sensores hechos de materiales flexibles con buena flexibilidad, ductilidad y capacidad de flexión. Los sensores flexibles se pueden organizar arbitrariamente de acuerdo con los escenarios de aplicación debido a sus materiales y estructuras flexibles. Por ejemplo, los sensores de tensión de fibra flexible se pueden usar para hacer ropa. Este tipo de ropa tiene una función de control de la salud, que puede capturar información como el pulso humano, la respiración, el temblor y el movimiento de las extremidades en cualquier momento, lo que ayuda a promover el desarrollo de evaluaciones de salud y diagnósticos de enfermedades inteligentes, remotos, eficientes y precisos. tecnología.
Los sensores flexibles se pueden dividir en sensores resistivos flexibles, sensores capacitivos flexibles, sensores piezoeléctricos flexibles e inductores flexibles.
En términos de implementación, los sensores resistivos flexibles normalmente colocan capas resistivas, capas de cortocircuito, contactos flexibles y electrodos en un sustrato. Por ejemplo, los sensores de presión resistivos flexibles generalmente superponen la capa de cortocircuito y la capa resistiva bajo la acción de la presión para cambiar el valor de resistencia del circuito del sistema y luego obtener el valor de presión. Los sensores resistivos flexibles tienen las ventajas de alta sensibilidad, estructura simple y portabilidad.
A diferencia de los sensores resistivos flexibles, los sensores capacitivos flexibles suelen utilizar un dispositivo basado en el principio de condensadores de placas paralelas, donde la capacitancia del sensor cambia cambiando la distancia entre los condensadores de placas. Tomando el sensor de presión como ejemplo, la distancia entre los condensadores de placa se reduce aplicando presión externa y luego se obtienen los datos de medición. Los sensores de condensadores flexibles tienen las ventajas de una alta sensibilidad, una respuesta rápida y un amplio rango dinámico.
En un sistema de circuitos, las funciones de los capacitores y los inductores son relativas y sus principios pueden comunicarse entre sí. Los inductores flexibles tienen las ventajas de una estructura simple, alta sensibilidad, alta potencia de salida, baja impedancia de salida, fuerte capacidad antiinterferente y alta precisión de medición.
Además, el principio de realización de los sensores piezoeléctricos flexibles y los sensores magnéticos piezoeléctricos flexibles es similar al de los sensores ordinarios, y los sensores no tienen la palabra "flexible". Por ejemplo, cuando algunos materiales dieléctricos se someten a una fuerza externa en una dirección específica, el interior de un sensor piezoeléctrico flexible puede polarizarse, lo que genera cargas opuestas en las dos superficies opuestas. Esta diferencia se puede utilizar para medir.
Por supuesto, también podemos usar sensores flexibles, que se pueden dividir en sensores de presión flexibles, sensores de gas flexibles, sensores de humedad flexibles, sensores de temperatura flexibles, sensores de deformación flexibles, sensores de impedancia magnética flexibles y sensores de flujo de calor flexibles.
Aunque hay muchas palabras para la flexibilidad, la esencia de un sensor flexible sigue siendo un sensor, y lo que lo hace diferente es la elección de los materiales.
Primero está la base. Los sensores flexibles utilizan sustratos flexibles. Generalmente, se requiere que el material sea liviano, transparente, estirado, doblado y resistente a la corrosión. El polidimetilsiloxano (PDMS) es un sustrato flexible común que no solo posee las propiedades mencionadas anteriormente, sino que también está fácilmente disponible y tiene propiedades químicas estables.
Le siguen los materiales conductores, es decir, los materiales metálicos, utilizados principalmente para fabricar electrodos y alambres. Normalmente, los sensores flexibles utilizan nanopartículas metálicas o nanocables en lugar de metales normales. Este material tiene una mejor conductividad y es fácil de convertir en películas delgadas.
Los materiales de carbono también se utilizan en sensores flexibles, principalmente grafeno y nanotubos de carbono. Los sensores flexibles son una de las aplicaciones importantes para el aterrizaje de materiales de grafeno. El grafeno es liviano, delgado, transparente y tiene buena conductividad eléctrica, lo que lo convierte en una combinación perfecta para sensores flexibles. Además, existen materiales semiconductores inorgánicos y materiales orgánicos, que se utilizan principalmente para realizar las funciones características de los sensores. En este sentido, las propiedades piezoeléctricas del material son un indicador muy importante.
Un sensor flexible prometedor.
Los sensores flexibles actuales han atraído una gran atención de las comunidades científica e industrial debido a sus excelentes propiedades de producto y se han utilizado sustancialmente en muchos campos de aplicación.
En primer lugar, mira el campo de la medicina. Los sensores flexibles a menudo se convierten en pieles electrónicas para monitorear a los pacientes. En 2019, John Rogers (John Rogers) y sus colegas introdujeron un sensor inalámbrico que en realidad es una aplicación típica de los sensores flexibles. Este sensor inalámbrico no solo prohíbe las líneas de medición, sino que es lo suficientemente flexible como para caber en las plantas de los pies de los niños gravemente enfermos, lo que facilita que los padres recojan a sus hijos en el equipo de enfermería.
Desde la perspectiva de la forma del producto, los sensores flexibles se pueden utilizar para fabricar curitas inteligentes, vendajes inteligentes, oxímetros flexibles y otros campos médicos. Echemos un vistazo a las tiritas inteligentes. A diferencia de las tiritas comunes, las tiritas inteligentes incluyen sensores flexibles, medicamentos y cinta médica. El grado de cicatrización e inflamación de la herida se puede juzgar midiendo el pH de la herida para evitar infecciones.
La ropa inteligente es otra aplicación típica de los sensores flexibles que hacen que los dispositivos portátiles no se vean afectados. Actualmente, se ha investigado la mezcla de fibras y sensores flexibles. Para satisfacer las necesidades de varios dispositivos portátiles, esta implementación se basa en textiles que se combinan con materiales o elementos de detección de diferentes maneras.
Además de los métodos de preparación, la producción de ropa inteligente también incluye métodos de revestimiento y métodos de embalaje. El método de recubrimiento significa que las partículas de metal, los materiales a base de carbono o los compuestos conductores de polímeros se adhieren a la superficie de la tela mediante deposición, impresión o mosaico para formar una tela recubierta conductora. Este es el método de fabricación más común para sensores de tela flexible en esta etapa. Las reglas de empaque son agregar sensores a la ropa o dispositivos inteligentes, como coser o incrustar.
Desde el frente del mercado actual, la ropa funcional y la ropa deportiva se convertirán en los dos mercados principales para que los sensores flexibles se abran paso. Por ejemplo, los sensores de temperatura y los sensores de humedad no solo pueden detectar las características de vida de los trabajadores, sino también monitorear el duro entorno externo para ayudar a los empleados a mantenerse al tanto de su propia salud y medio ambiente.Esta es la ropa inteligente que usan los trabajadores del desierto.
Por supuesto, los sensores flexibles también tienen amplias perspectivas de aplicación en los campos de la industria, el transporte, la industria aeroespacial y militar.
resumen
Los sensores flexibles se encuentran en la etapa inicial de expansión del mercado, y los usuarios y consumidores no tienen una percepción obvia en términos de aplicación, pero su potencial de desarrollo y las perspectivas de aplicación son incuestionables, razón por la cual pueden ingresar a la cadena de suministro de Xiaomi. El mercado está listo. A través de la inspección de Tianyan, podemos ver que hay alrededor de 4000 empresas chinas con productos de sensores flexibles y tecnología patentada, y estamos esperando una aplicación excelente.
