上海交通大学:研发碳纳米管组合喷涂和自扩散的柔性压力传感器

2022-08-28
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摘要 该传感器在智能医疗健康和运动传感领域显示出广阔的应用前景。

传感新品

【上海交通大学:研发碳纳米管组合喷涂和自扩散的柔性压力传感器】

医疗健康和人机交互应用需要高性能可穿戴传感器,但由于灵敏度、压力范围和耐用性之间的权衡,它们的应用受到限制。本文,上海交通大学杨斌研究员团队在《ACS Appl. Mater. Interfaces》期刊发表名为“Flexible Pressure Sensors with Combined Spraying and Self-Diffusion of Carbon Nanotubes”的论文,研究提出了碳纳米管(CNTs)的组合喷涂和自扩散工艺,以平衡和改善这些参数,使碳纳米管在薄膜固化前自发扩散到薄膜表面。


获得的传感器不仅实现了高灵敏度(155.54 kPa –1) 和超宽的压力检测范围 (0.1–500 kPa),而且还具有出色的耐用性(在 300 kPa 的高压下超过 12,000 次压力循环)。此外,该传感器具有快速响应(25 ms)、良好的稳定性和充分的灵活性。这个过程是一种通用的方法,可以提高各种类型的薄膜压阻传感器的性能。此外,制造的传感器可以灵活地缩放成传感器阵列,并与智能设备通信,实现无线智能监控。目前,该传感器在智能医疗健康和运动传感领域显示出广阔的应用前景。

获得的传感器不仅实现了高灵敏度(155.54 kPa –1) 和超宽的压力检测范围 (0.1–500 kPa),而且还具有出色的耐用性(在 300 kPa 的高压下超过 12,000 次压力循环)。此外,该传感器具有快速响应(25 ms)、良好的稳定性和充分的灵活性。这个过程是一种通用的方法,可以提高各种类型的薄膜压阻传感器的性能。此外,制造的传感器可以灵活地缩放成传感器阵列,并与智能设备通信,实现无线智能监控。目前,该传感器在智能医疗健康和运动传感领域显示出广阔的应用前景。


综上所述,提出了一种将 CNT 扩散到低至 21-23 μm 的柔性薄膜表面的通用工艺,旨在结合 PDMS 表面的仿生凹凸微观结构,以平衡和提高灵敏度、压力范围和传感器的耐用性。使用该工艺制备的SPC传感器具有155.54 kPa –1的超高灵敏度以及高达 500 kPa 的宽压力范围。同时,即使在 300 kPa 的高压下超过 12,000 次压力循环,它也表现出出色的耐用性。此外,SPC传感器还具有灵活、响应时间(25 ms)和恢复时间(30 ms)极短、成本低、可靠性高等特点。

将 SPC 传感器应用于剪切力测试。测得重物与斜面之间的剪切力在误差范围内,表明其稳定性好。SPC传感器还用于人体不同位置,监测人体运动信号和生理信号。将SPC传感器集成到FPC鞋垫中进行步态分析,展现出其出色的空间感知能力。SPC传感器的数据可以通过蓝牙传输到手机,实时显示检测信息。这些应用表明SPC传感器在柔性可穿戴电子和智能医疗领域具有重要的潜在应用。


传感动态

【MEMS声学传感器价格竞争激烈,敏芯股份上半年陷入亏损】

8月26日,敏芯股份发布2022年半年度报告,公司实现营业总收入14,275.14万元,同比减少23.49%;实现归属于母公司所有者的净利润-675.16万元,同比减少166.08%;实现归属于母公司所有者的扣除非经常性损益的净利润-1,153.20万元,同比减少331.92%。

敏芯股份表示,2022年上半年,受宏观经济、行业周期性变动以及疫情等多方面的影响,国内外消费类电子市场疲软并叠加芯片缺货的影响,导致部分消费类终端品牌出货量减少,根据中国信通院数据显示,2022年1-6月,国内市场手机总体出货量累计1.36亿部,同比下降21.7%,需求下滑明显,与此同时,公司主力产品MEMS声学传感器的行业整体产能充足,行业竞争加剧,特别是价格竞争较为激烈,使得公司遇到产业链传导以及行业竞争加剧的双重阻力。


敏芯股份作为国内唯一掌握多品类MEMS芯片设计和制造工艺能力的上市公司,致力于成为行业领先的MEMS芯片平台型企业。MEMS工艺本质上是一种微制造技术,基于MEMS技术制造的芯片有着低功耗、小型化和智能化的特征,是MEMS传感器和执行器的核心。MEMS芯片作为连接真实世界和数字世界最前端的芯片,有着“比模拟芯片更模拟的芯片”之称。在5G乃至未来更快传输速度和更大承载量的数据网络支持下,万物互联具备了发展的基础,MEMS传感器和执行器担负着数据世界中比同人的感官和神经末梢的功能,将迎来巨大的发展机遇。

公司牢牢把握MEMS传感器行业的发展契机,以现有技术沉淀为基础,持续研发新产品、新工艺,不断推出性能、质量更优异的MEMS传感器。一方面对现有产品系列进行更新升级,提升产品性能和质量,持续提升中高端品牌客户市场份额,提高行业竞争地位;另一方面深入市场调查和分析,根据行业发展动态,提前布局未来新兴应用领域增长对MEMS传感器产品的需求,从而快速占领新兴应用领域市场,抢占行业发展先机。

公司将以消费电子行业为主导(例如手机、电脑、耳机、手表等便携设备、电子烟、VR设备、智能家居等)、积极布局并开拓汽车、工业控制和医疗等下游市场,已经或即将开发和提供包括声学传感器、压力传感器、压感传感器、惯性传感器、流量传感器、微流控执行器、光学传感器等器件级产品,并针对下游市场需求,在丰富传感器产品类型的同时,还将提供包括车用、工业控制领域各类压力模组、惯导模组、激光雷达模组等系统级产品,并尝试参与智慧城市中物联网相关解决方案。


【国产全能型CPU发布:可作为智能传感器的控制芯片】

近日,龙芯中科发布了龙芯2K0500多功能SoC处理器,及其解决方案。

据悉,龙芯2K0500基于自主核心技术,是一款高集成度处理器芯片,面向工控互联网应用、打印终端、BMC等领域,合作伙伴已推出一系列板卡及解决方案。


龙芯2K0500片内集成单个64位龙架构(LoongArch)LA264处理器核、32KB一级指令缓存、32KB一级数据缓存、512KB二级缓存、32位DDR2/3-1066控制器、2DGPU图形核心、DVO显示接口、两路PCIe2.0、两路SATA2.0、四路USB2.0、一路USB3.0、两路GMAC、PCI总线、彩色黑白打印接口、HDA及其他常用接口,主频500-800MHz。

它还支持ACPI、DVFS/DPM动态电源功耗管理等低功耗技术,支持多种电源级别和唤醒方式,可根据具体应用场景,对芯片部分功能和高速接口进行动态时钟、电源开关控制,满足工控、网络安全等应用领域低功耗应用需求。


【韩国:可量产高灵敏有机光电探测器出现在医疗传感器、指纹识别等领域应用广泛】

韩国研究人员开发出一种吸收绿光的透明有机光电探测器,该探测器具有高灵敏度并与CMOS制造方法兼容。将这些新的光电探测器整合到有机硅混合图像传感器中,或有助于开发基于光的心率监测、指纹识别和检测附近物体存在的设备。研究成果近日刊发在《光学》杂志上。

当今的大多数成像传感器都是基于CMOS技术将光信号转换为电信号的无机光电探测器。例如,由有机材料制成的光电探测器虽具高灵敏度,但制造高性能有机光电探测器很困难。


研究人员称,要将有机光电探测器集成到大规模生产的CMOS图像传感器中,需要有机光吸收器,这种吸收器易于大规模制造,且可实现生动的图像识别,并在黑暗中以高帧速率产生清晰的图像。为此,他们开发了可满足这些要求的高灵敏绿色透明有机光电二极管。

由于引入了混合有机缓冲层,这些图像传感器中使用的绿色选择性吸光有机层大大减少了不同颜色像素之间的串扰。这种新设计可让高性能有机光电二极管成为各种应用中使用的成像模块和光电传感器的主要组件。

大多数有机材料不适合大规模生产,因为它们不能承受用于后处理的高温,或者在中等温度下长期使用会变得不稳定。为了克服这一挑战,研究人员专注于修改光电探测器的缓冲层,以提高稳定性、效率和探测能力。

研究人员引入了浴铜素混合缓冲层作为电子传输层,这为有机光电探测器提供了卓越的特性,包括更高的效率和极低的暗电流,从而降低了噪音。该光电探测器可放置在带有红色和蓝色滤光片的硅光电二极管上,以创建混合图像传感器。

研究人员说,新的光电探测器表现出与传统硅光电二极管相当的探测能力。探测器表现出良好的色彩表现,在150℃以上的温度下稳定运行2小时,在85℃下运行30天,表现出了长期运行稳定性。

研究人员制造了具有高灵敏度且与CMOS制造方法兼容的绿色吸收透明有机光电探测器。他们将其中一个绿色有机光电探测器与带有红色和蓝色滤光片的硅光电二极管相结合,创建出有机—硅混合RGB成像传感器。


【总投资 505 亿元,中芯国际拟在天津建 12 英寸晶圆代工生产线】

8 月 27 日消息,昨日中国晶圆制造龙头中芯国际发布公告,与天津市西青经济开发集团有限公司和天津西青经济技术开发区管理委员会共同订立并签署《中芯国际天津 12 英寸晶圆代工生产线项目合作框架协议》,拟建设 12 英寸晶圆代工生产线项目。

协议显示,拟建设的 12 英寸晶圆代工生产线,规划建设产能为 10 万片 / 月,可提供 28 纳米至 180 纳米不同技术节点的晶圆代工与技术服务。产品主要应用于通讯、汽车电子、消费电子、工业等领域,拟选址西青开发区赛达新兴产业园内。同时,中芯国际将在西青开发区全资设立一家生产型独立法人公司,注册资本为 50 亿美元,投资总额为 75 亿美元(约合 505.9 亿元人民币)。

该项目中,天津市西青经济开发集团有限公司和天津西青经济技术开发区管理委员会,同意为中芯国际用地支持、项目产业扶持、项目人才支持、项目基础设施支持以及项目其他支持。


中芯国际承诺,西青新公司按照约定条件及程序参与项目地块的竞拍,用于该项目建设。公司同时称,本协议拟投资的项目符合公司的发展规划,有助于公司长远发展。项目资金来源于公司自有资金及自筹资金,不会对公司财务状况及经营成果产生重大影响,不存在损害上市公司及全体股东利益的情形。

在国内,中芯国际等国内半导体制造公司正大幅扩充产能。此前,除了已有产线的继续扩产,中芯国际还正在北京、深圳、上海三地新建 12 英寸产线项目,此次计划建设的天津新晶圆产线是中芯国际新建的又一 12 英寸产线项目。

同日,中芯国际披露半年度报告,2022 年上半年实现营业收入为 245.92 亿元,同比增长 52.80%;归母净利润 62.52 亿元,同比增长 19.30%;基本每股收益 0.79 元。目前中芯国际在上海、北京、天津、深圳建有三座 8 吋晶圆厂和三座 12 吋晶圆厂

传感财经

【8月26日传感财经分析:MEMS传感器概念报跌,苏州固锝(14.11,-0.67,-4.53%)领跌;光学传感器概念报涨,天银机电(9.94,0.55,5.86%)领涨;医疗传感器概念报跌,晶方科技(24.41,-2.83%)领跌】

8月26日盘后,MEMS传感器概念报跌,苏州固锝(14.11,-0.67,-4.53%)领跌,歌尔股份(34.08 ,-1.04,-2.96%)、盾安环境(17.49,-0.42,-2.35%)、航天电子(6.36,-0.09,-1.4%)等跟跌。

8月26日盘后,光学传感器概念报涨,天银机电(9.94,0.55,5.86%)领涨,韵达股份(17.97,0.06,0.34%)、英

唐智控(6.58,0.01,0.15%)等跟涨。

8月26日盘后,医疗传感器概念报跌,晶方科技(24.41,-2.83%)领跌,汉威科技(18.92元)、光莆股份(12.61元)、韦尔股份(92.1元)、京东方A(3.79元)等跟跌。

相关医疗传感器概念股:

爱朋医疗300753:

截止2019年03月31日中国银行股份有限公司-广发医疗保健股票型证券投资基金持股比例为0.1177%。

8月26日消息,爱朋医疗8月26日主力资金净流出37.38万元,大单资金净流出37.38万元,散户资金净流入340.63万元。

北京君正300223:

2013年,公司进行了超低功耗超小尺寸智能互联设备Newton平台的研发,该平台集计算、互联、传感器干一体,可应用干物联网、智能可穿戴设备、健康医疗、智能家电、生物识别、工业控制等各个行和各种产品中。

8月26日资金净流入51.99万元,超大单净流入818.05万元,换手率0.75%,成交金额2.53亿元。

京东方A000725:

健康服务创新性的融合医疗、信息、人工智能和细胞工程等技术,聚焦数字医院、再生医学等领域,为客户提供全方位、全生命周期的健康管理方案。

8月26日消息,京东方A8月26日主力资全净流出1.52亿元,超大单资全净流出7419.33万元,青单资全净流出7737.55元,散户资金净流入1.18亿元。

韦尔股份603501:

公司主营产品包括保护器件(TVS、TSS)、功率器件(MOSFET、SchottkvDiode、Transistor)、电源管理器件(ChargerLDO、Buck、Boost、BacklightLEDDriver、FlashLEDDriver)、模拟开关等四条产品线,700多个产品型号,产品在手机、电脑、电视、通讯、安防、车载、穿戴、医疗等领域得到广泛应用,公司业绩连续多年保持稳定增长。

8月26日消息,韦尔股份主力净流出6162.5万元,超大单净流出5670.36万元,散户净流入810.33万元。


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