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当某人的手指悬停在你的皮肤上时,即使没有接触,你也会感觉他们在触摸你。你感觉到他们的亲近。以类似的方式,研究人员在《ACS应用材料与界面》上报告说,他们制作了一种柔软、灵活的薄膜,无需接触就能检测附近的物体。这项研究表明,这种新的传感器技术正被用于眨眼跟踪眼镜中跟踪睫毛的接近度。
非接触式传感器无需直接接触物体即可测量物体。红外温度计和车辆近距离通知系统就是这类设备的例子。一种非接触式传感器使用静电来检测接近度和小动作。它可以改进智能设备,例如让手机屏幕识别更多手指手势。然而,到目前为止,这些传感器在检测物体、保持电量的时间以及制造难度方面都受到限制。邱迅林、王一鸣、宣福珍和同事们希望制造一种基于静电的柔性传感器来解决这些问题。
研究人员首先制作了一个简单的三部分系统:顶部传感层采用氟化乙烯丙烯(FEP),中间采用导电薄膜,底部采用柔性塑料基座。FEP是一种驻极体,是一种带电并产生外部静电场的材料,就像磁铁产生磁场一样。然后,他们给基于FEP的传感器充电,使其可以使用。
当物体靠近FEP表面时,其自然静电荷会在传感器中产生电流,使其无需物理接触即可“感知”物体。由此产生的透明而灵活的传感器可以检测到由玻璃、橡胶、铝和纸制成的物体,这些物体几乎接触到它,但又没有完全接触到它,距离为2至20毫米(不到一英寸)。在近两个小时内,传感器在超过3,000次不同的接近-撤回循环中保持电量。
为了演示这种新型传感膜,研究人员将其贴在眼镜片内侧。当人们戴上这种眼镜时,眼镜会注意到睫毛的靠近,并识别佩戴者眨眼时的摩尔斯电码“ECUST”(研究人员所在机构的缩写)。研究人员表示,未来他们的非接触式传感器可用于帮助无法说话或使用手语的人进行交流,甚至检测他们开车时的困倦程度。
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