基于高密度结构石墨烯纤维的压力传感器及其在运动监测中的应用

学术背景 随着智能可穿戴设备的快速发展,压力传感器作为核心组件,在健康监测、人机交互和人工智能等领域受到广泛关注。压力传感器根据其传感原理主要分为电容式、压电式、摩擦电式和压阻式等类型。其中,压阻式压力传感器因其结构简单、灵敏度高和制造成本低而成为研究热点。然而,如何在实现高灵敏度的同时扩大检测范围,仍然是压阻式传感器在实际应用中的一大挑战。 石墨烯因其优异的导电性、高比表面积和出色的机械强度,在传感器领域表现出色。然而,石墨烯在实际应用中的机械和电气性能往往难以达到理想水平,影响其耐久性和性能一致性。石墨烯纤维作为石墨烯的宏观组装体,继承了石墨烯的优异性能,并因其纤维形态具有良好的可编织性和耐磨性。然而,在制备石墨烯纤维时,如何平衡应力、应变和电气性能仍是一个难题。通过优化纺丝工艺和后处理...

氮化工程合成有序固溶体γ′-Fe4N基吸收体及其在电磁功能器件中的应用

学术背景 随着工业升级和学科融合的推进,人类社会在信息化、智能化和自动化方面取得了显著进展,但这也对新型材料提出了更高的要求,尤其是在电磁功能材料领域。电磁污染问题日益严重,开发具有稳定特性和宽频带操作的磁性纳米材料成为迫切需求。γ′-Fe4N作为一种有序固溶体,因其稳定的化学性质、高导电性和饱和磁化强度,在提高电磁波吸收性能方面展现出巨大潜力。然而,其制备条件苛刻,长期以来被忽视。本研究通过氮化工程和电纺丝技术,成功制备了氮掺杂碳纤维嵌入Fe4N纳米球(Fe4N@NCFs)的吸波材料,旨在实现高效、宽频带和薄厚度的微波吸收,并探索其在电磁功能器件中的应用潜力。 论文来源 本论文由Xiangwei Meng、Jia Li、Shuting Zhang、Di Lan、Meijie Yu、Teng...

三元纳米纤维核壳结构设计用于电磁隐身天线

三元纳米纤维核壳结构设计用于电磁隐身天线

学术背景 在信息时代,电磁波(EMW)的广泛应用带来了通信、医疗、导航等多个领域的突破性进展。然而,随着电子设备的普及,电磁波干扰(EMI)问题日益严重,不仅影响精密设备的正常运行,还可能对人体健康造成潜在威胁。因此,开发高效的电磁波吸收材料成为当前研究的热点之一。传统的电磁波吸收材料往往存在吸收带宽窄、反射损耗高等问题,难以满足现代通信设备对高效电磁隐身和信号传输的需求。 为了解决这一问题,研究人员开始从多组分复合材料和微结构工程的角度出发,设计新型电磁波吸收材料。其中,核壳结构(core-shell structure)因其能够巧妙结合不同材料的优势,显著增加材料接触面积,成为研究的热点。通过合理选择组分和优化微结构,研究人员希望能够实现阻抗匹配和衰减能力的协同效应,从而开发出高性能的电...

用于四足机器人的定制突出结构步态传感器

用于四足机器人的定制突出结构步态传感器

四足机器人应用的柔性步态传感器研究 背景介绍 随着机器人在日常生活和工业生产中的广泛应用,尤其是在需要标准化、持久性和重负荷操作的场景中,智能机器人的发展逐渐成为趋势。然而,机器人在复杂环境中的操作仍面临诸多挑战,例如救援任务、自动化物流、自主运输和智能家居等领域。这些机器人需要理解其工作环境并自主操作,而机械运动的稳定性是其中的关键因素。传统的稳定性保障方法包括使用精确的传感器来监测姿态和环境,并结合复杂的控制系统来调整运动。然而,随着应用场景的复杂化,现有的传感器技术已无法满足需求,特别是在不规则地形和障碍物导航方面。 为了应对这些挑战,研究人员开始探索新型传感器技术,尤其是能够同时检测压力和振动的柔性传感器。这类传感器可以模仿生物机械感受器的功能,帮助机器人更好地感知外部环境。本研究提...

增强被动空化成像:使用P次根压缩延迟、求和及积分波束形成的体外和体内研究

pth根压缩延迟求和积分波束成形在被动空化成像中的应用研究 学术背景 被动空化成像(Passive Cavitation Imaging, PCI)是一种用于监测超声治疗中气泡活动的技术,广泛应用于药物输送、组织消融(如组织粉碎术,Histotripsy)等治疗场景中。然而,现有的PCI技术存在轴向分辨率低、旁瓣伪影显著等问题,尤其是在使用延迟求和积分(Delay, Sum and Integrate, DSI)波束成形算法时。为了提高PCI的性能,研究人员一直在探索新的算法,以在不显著增加计算复杂性的情况下改善成像质量。 本研究旨在评估一种基于pth根压缩的延迟求和积分(pth Root Compression Delay, Sum and Integrate, PRDSI)波束成形算法在...