柔性压电器件及其可穿戴应用 无机材料学报    2023, 38 (7): 717-730.   DOI:10.15541/jim20220549

图5 可穿戴器件的生理监测应用^[45,89]

正文中引用本图/表的段落

柔性压电力学传感器可以检测由呼吸、心跳等引起的微小应力, 因而在医疗监测领域展现出应用潜力。Yi等[89]利用极化的PZT压电薄膜制备了一种可以用于连续血压监测的无线可穿戴系统, 便携性优于以往报道的脉搏波基血压测试系统。脉搏波速度(脉搏波在动脉中的传播速度, PWV)是连续、可穿戴和无创血压测量的基础, 如图5(a)所示, 可以通过两个动脉脉搏波之间的时间差来计算。将得到的PWV代入已知的经验公式, 就可以得到对应的血压。不仅如此, 如图5(b)所示, 通过一阶导数的相关性, 滤波、积分和校准得到一个新的测试方法, 可以通过单传感器进行测量, 也有相当的准确性。Yang等[45]制备了一种三维分级互锁的PVDF/ZnO纳米纤维。如图5(c)所示, 当柔性PVDF/ZnO纳米纤维器件受压时, ZnO纳米棒的分级互锁结构将产生丰富的变形和更强的压电势。如图5(d)所示, 通过安装在胸部的压电传感器可以检测到人体呼吸。当安装在手腕上时, 可以检测手腕脉搏。除此之外, 传感器还可以紧密附着在腓肠肌(GAST)、比目鱼肌(SOLE) 和胫骨前肌(ANT TIB)小腿肌肉上构成步态识别系统。该步态识别系统可以通过收集传感器阵列的电输出并传输到计算机进行数据记录和分析来实现。这种步态识别可以帮助分析人类步行和诊断帕金森病。

本文的其它图/表

• 图1  柔性压电器件的材料及其制备与应用
• 图2  压电基础原理^{[1-2,10,13⇓-15]}
• 图3  制备方法与表面改性^{[57⇓⇓⇓⇓-62]}
• 图4  化学掺杂与结构改善^{[84-85,87 -88]}
• 图6  可穿戴器件的伤口愈合与植入式应用^{[90⇓⇓-93]}
• 图7  柔性可穿戴器件的人机交互^{[94⇓⇓-97]}