近日,漢威科技集團(tuán)亮相央視《共和國(guó)巡禮》國(guó)慶獻(xiàn)禮特別節(jié)目,研發(fā)人員向記者展示了智能手套、智能鞋墊等前沿“黑科技”產(chǎn)品。
這些產(chǎn)品可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并可視化手指的抓握、輕撫、擦拭,以及腳底的行走、跑跳時(shí)的微小壓力數(shù)據(jù)。值得注意的是,這些產(chǎn)品的核心元件都是柔性壓力傳感器。
變剛為柔 開(kāi)拓新場(chǎng)景
傳統(tǒng)硅基傳感器采用剛性基底材料,在復(fù)雜曲面的壓力測(cè)量方面存在明顯劣勢(shì)。
柔性壓力傳感器變剛為柔,采用柔韌性強(qiáng)、可延展、可彎曲折疊、輕便的柔性基底材料,可以緊密貼合在人體皮膚表面,并對(duì)復(fù)雜曲面實(shí)現(xiàn)高精度、高靈敏度的壓力測(cè)量,可謂換道賽車。
柔性壓力傳感器為什么又柔又好用?其關(guān)鍵在于柔性基底和敏感材料。
柔性基底主要起支撐作用,包括柔性薄膜基底材料(聚二甲基硅氧烷PDMS、聚乙烯醇PVA等)、柔性織物基底材料(棉纖維、聚酯纖維等)兩大類。
敏感材料是決定柔性壓力傳感器性能的核心組成部分,其構(gòu)建的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)使柔性傳感結(jié)構(gòu)具備一定的導(dǎo)電性和靈敏度,主要包括碳基材料(碳納米管、石墨烯、炭黑等)、金屬材料(金、銀、銅、金屬氧化物等)、導(dǎo)電聚合物(聚吡咯PPy、聚苯胺PANI)等。
柔性壓力傳感器按工作原理分可分為壓阻式、電容式、壓電式等多種類型,其在受到外部壓力的刺激時(shí),分別發(fā)生電阻、電容、電荷的改變,由此可以實(shí)現(xiàn)壓力的實(shí)時(shí)測(cè)量。
柔性壓力傳感器的出現(xiàn),催生出了許多新產(chǎn)品、新場(chǎng)景。
消費(fèi)電子領(lǐng)域,TWS(真無(wú)線立體聲)耳機(jī)采用壓感操控模式,用戶只需在耳機(jī)柄處輕輕按壓或上下滑動(dòng),即可輕松進(jìn)行模式切換、暫停、音量調(diào)節(jié)。
智能穿戴領(lǐng)域,智能運(yùn)動(dòng)鞋可以采集運(yùn)動(dòng)者的腳步運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)、壓力分布數(shù)據(jù),幫助用戶矯正運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。
醫(yī)療康養(yǎng)領(lǐng)域,智能監(jiān)測(cè)帶可以監(jiān)測(cè)用戶的心率、呼吸率、在/離床狀態(tài)等多種生命體征;智能鞋墊可以實(shí)現(xiàn)步態(tài)監(jiān)測(cè)以及糖尿病足檢測(cè)。
汽車電子領(lǐng)域,智能座艙中的智能座椅和智能方向盤(pán),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)駕乘者的全方位體征信息監(jiān)測(cè)與方向盤(pán)握力檢測(cè);柔性壓力電池檢測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)新能源車電池鼓包檢測(cè),在電池?zé)崾Э卦缙谶M(jìn)行提前預(yù)警。
人機(jī)交互領(lǐng)域,智能交互手套可以監(jiān)測(cè)手勢(shì)變化,控制智能設(shè)備,在動(dòng)作捕捉、VR游戲等領(lǐng)域前景廣闊。
人形機(jī)器人領(lǐng)域,電子皮膚可以讓機(jī)器人擁有真人般的觸覺(jué),從而實(shí)現(xiàn)手抓雞蛋等精細(xì)動(dòng)作,替代人們從事各類相關(guān)作業(yè)。
據(jù)QYResearch預(yù)計(jì),2029年全球柔性傳感器市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到53.2億美元,復(fù)合年增長(zhǎng)率CAGR達(dá)17.9%,市場(chǎng)前景非常廣闊。
漢威科技領(lǐng)跑柔性傳感器賽道
據(jù)悉,早在2013年,漢威科技集團(tuán)就開(kāi)啟了柔性傳感器研發(fā)創(chuàng)新之路,是國(guó)內(nèi)最早進(jìn)行相關(guān)布局的企業(yè)。
以漢威科技集團(tuán)的柔性壓力傳感器為例,其柔韌性極強(qiáng),耐彎折,反復(fù)彎曲100萬(wàn)次以上依然可正常工作;每平方厘米可集成100個(gè)傳感點(diǎn),哪怕是羽毛輕輕拂過(guò)的力度也能精準(zhǔn)檢測(cè),響應(yīng)速度在1毫秒以內(nèi);支持裁剪,適配個(gè)性化終端產(chǎn)品需求。
目前,漢威科技集團(tuán)已經(jīng)構(gòu)建了穩(wěn)定的納米敏感材料體系,掌握了柔性壓阻、柔性壓電、柔性電容、柔性汗液四大核心技術(shù),形成了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的多品種、多量程的柔性微納力學(xué)量傳感器及大面積陣列的核心設(shè)計(jì)能力、敏感材料及導(dǎo)電墨水合成制備能力、大面積印刷電子批量制造能力等核心能力,并已取得百余項(xiàng)核心專利。
漢威科技集團(tuán)還建立了數(shù)條年產(chǎn)千萬(wàn)支柔性傳感器的生產(chǎn)線,打造了八大系列柔性傳感器產(chǎn)品,可廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、智能穿戴、醫(yī)療康養(yǎng)、汽車電子、人機(jī)交互、人形機(jī)器人等前沿領(lǐng)域。
目前,在柔性傳感器方面,漢威科技集團(tuán)已與國(guó)內(nèi)多家知名科技企業(yè)、高校、科研院所建立合作關(guān)系,并在諸多相關(guān)領(lǐng)域擁有一系列應(yīng)用案例,累計(jì)服務(wù)3000+客戶,在柔性傳感器技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化方面具有國(guó)際領(lǐng)先水平。
隨著柔性電子技術(shù)的不斷發(fā)展,柔性基底材料、敏感材料的性能不斷提升。未來(lái),在更加智能、多元的市場(chǎng)需求推動(dòng)下,柔性傳感器不僅要更柔韌、耐彎折、更具貼合性,還將向低功耗、大陣列、高集成、高生物兼容性等方面不斷探索進(jìn)步。