壓電傳感器的最新技術突破
1、新型 PVDF/PZT/CNT 壓電傳感器
這種新(xin)型壓(ya)電(dian)傳感器通過溶液混合、非(fei)溶劑誘導相(xiang)分(fen)離和分(fen)層(ceng)熱壓(ya)制備，具有片狀包裹(guo)結構和優異的局部導電(dian)網絡。當 CNT 的含量(liang)(liang)為 3.0 wt% 時，復合材料中 β 相(xiang)晶(jing)體的比例和含量(liang)(liang)分(fen)別達到(dao)最高值（91.36 % 和 62.34 %）。
此(ci)外(wai)，開路(lu)電壓（Voc）和短(duan)路(lu)電流（Isc）分別是未摻雜(za) CNTs 復合材(cai)料的 3.36 倍和 6.16 倍。該(gai)傳感(gan)(gan)器(qi)(qi)壓力監(jian)測范(fan)圍寬(kuan)（0.1 MPa - 2.1 MPa），靈敏度高（小(xiao)于 0.6 MPa 時(shi)為 6.94 MPa<sup>-1</sup>，大于 0.6 - 2.1 MPa 時(shi)為 12.35 MPa<sup>-1</sup>）。作為車(che)輛(liang)不(bu)停車(che)稱重(zhong)傳感(gan)(gan)器(qi)(qi)，響應（15 毫(hao)秒）和恢復（16 毫(hao)秒）速度極快，長期穩定性可達 500,000 次循環。它具有傳感(gan)(gan)器(qi)(qi)和能(neng)量(liang)收集器(qi)(qi)的雙重(zhong)功能(neng)，在(zai)捕捉車(che)輛(liang)運動能(neng)量(liang)的同(tong)時(shi)，還能(neng)主動監(jian)測車(che)輛(liang)軸重(zhong)、速度和軸距。
2、水下壓電傳感器
MIT 開發(fa)的(de)(de)(de)水下(xia)壓(ya)電(dian)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)利用 “壓(ya)電(dian)效應(ying)(ying)” 和 “反(fan)向散射” 技術，實現(xian)無電(dian)池零功(gong)耗傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)數(shu)據。發(fa)射器(qi)(qi)(qi)(qi)在(zai)水中將聲波(bo)(bo)發(fa)送到存(cun)(cun)儲數(shu)據的(de)(de)(de)壓(ya)電(dian)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)，當聲波(bo)(bo)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)遞到傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)時，壓(ya)電(dian)材料振動產生(sheng)電(dian)荷，并存(cun)(cun)儲在(zai)壓(ya)電(dian)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)中。然(ran)后，傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)利用存(cun)(cun)儲的(de)(de)(de)能量將波(bo)(bo)反(fan)射回接收(shou)(shou)器(qi)(qi)(qi)(qi)。對(dui)(dui)應(ying)(ying)發(fa)送數(shu)據中的(de)(de)(de)比特信號(hao)，以交替反(fan)射的(de)(de)(de)方(fang)式進行(xing)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)：對(dui)(dui)于反(fan)射波(bo)(bo)，接收(shou)(shou)器(qi)(qi)(qi)(qi)解碼(ma)為 1；而沒(mei)有反(fan)射波(bo)(bo)，接收(shou)(shou)器(qi)(qi)(qi)(qi)解碼(ma)為 0。該系(xi)統能夠在(zai)相(xiang)距 10 米的(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)和接收(shou)(shou)器(qi)(qi)(qi)(qi)之間，以每秒 3 千字節的(de)(de)(de)速率同時傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)來(lai)自兩個傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)精確數(shu)據。它不僅可(ke)以在(zai)地球上應(ying)(ying)用，還可(ke)用于收(shou)(shou)集土(tu)星(xing)最大的(de)(de)(de)衛星(xing) —— 土(tu)衛六(liu)上最近發(fa)現(xian)的(de)(de)(de)海洋的(de)(de)(de)數(shu)據。
3、織物基底壓電壓力傳感器
中科院深圳先進院新型柔性織物基底壓電壓力傳感器基于(yu)(yu) ZnO 納米棒結構(gou)，采用纖鋅(xin)礦晶體結構(gou)的(de)(de) ZnO 納米棒和(he) PVDF 膜來賦(fu)予(yu)壓(ya)(ya)(ya)(ya)電效應(ying)。傳感(gan)(gan)器(qi)在 0 - 2.5kPa 壓(ya)(ya)(ya)(ya)力范(fan)圍(wei)內的(de)(de)靈敏度為 0.62V/kPa，開路電壓(ya)(ya)(ya)(ya)高(gao)達 11.47V 左右，具有優越的(de)(de)機械穩定性和(he)低檢(jian)測限（8.71pa）。應(ying)用證明，傳感(gan)(gan)器(qi)可以檢(jian)測多(duo)種人體運動(dong)，如手腕的(de)(de)彎曲(qu) / 放(fang)松運動(dong)和(he)每個手指的(de)(de)彎曲(qu) / 拉(la)伸(shen)運動(dong)。因此(ci)，所制備的(de)(de)織物基底壓(ya)(ya)(ya)(ya)電傳感(gan)(gan)器(qi)可用于(yu)(yu)構(gou)建(jian)自供電壓(ya)(ya)(ya)(ya)電傳感(gan)(gan)器(qi)，并(bing)可用于(yu)(yu)實時(shi)監(jian)測人體信息。
