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| 【宁波日报】十年磨一剑，竞逐磁传感器新赛道 | ||||
| 作者：，日期：2023-08-23 | ||||
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记 者 成良田 实习生 徐晨曦 通讯员 高晓静 宣 科 一个黑色长条形物体，摸起来软软的，大幅度拉伸后，可以迅速复原。 这可不是一块普通的布料，而是中国科学院宁波材料所科研团队十年磨一剑研发的柔性可拉伸磁传感器。 “以后，智能可穿戴设备就能用它来探测磁�。诘己�、人机交互等领域大显身手。”研发团队成员、中国科学院宁波材料所研究员刘宜伟说。 传感器属于传统的电子元器件产业，是支撑整个制造业创新发展的基础和关键，其重要性不言而喻。不过，传感器的柔性化完全是一条新赛道、一个前沿新领域。 “随着物联网、智能可穿戴设备、可植入式医疗设备等领域的快速发展，柔性电子材料和器件受到广泛关注。”刘宜伟说。 传统的磁电功能材料与器件变形能力不足、应变作用下器件稳定性差，这成为制约智慧医疗健康产业发展的一大难题。 柔性磁传感器件作为柔性电子器件中重要的一类，具有柔韧性、易携带、潜在的低成本、非接触探测等优势，是未来磁传感器重要的发展方向之一，成为国际高科技竞争的热点领域。 2008年，中国科学院宁波材料所组建了柔性磁电功能材料与器件团队，两年后组建中国科学院磁性材料与器件重点实验室，在柔性磁电材料与器件新赛道持续发力。 正是这一年，刘宜伟加入这一研发团队。“如何把刚性的电子器件做柔软，并掌握柔性电子材料在使役条件下物性的演化规律和微观机理，这就是我们的研究。”他说。 看似简单的一句话，做起来却极为艰难复杂。 “刚柔并济”，这似乎是一对不可调和的矛盾。由于磁性材料的逆磁致伸缩特性，弯曲或拉伸状态所产生的应力/应变，会改变磁性薄膜的磁各向异性，从而影响磁性器件的性能。 “在柔性衬底上制备磁性薄膜，并研究其在不同应力和应变条件下的磁电特性，是发展柔性磁电子器件的重要基础。”刘宜伟说。 究竟如何实现传统磁性材料的柔性化？应力和应变如何影响磁性功能材料的特性？如何设计柔性磁传感器件并实现特定的功能集成？ 围绕一个个关键核心问题，研发团队十年来接续努力。“铁、镍、钴……我们实验了十几种不同材料，并为每一种柔性磁性材料建立数据库。” 这些基础研究是为了建立认知、总结规律，然后指导应用。 刘宜伟说，根据不同的应用需求，通过积累的数据库，可以自主进行材料与结构设计的搭配，再结合细化的实验验证，找出最能满足应用需求的组合。 十年磨一剑，科研团队成功揭示了应力/应变对柔性磁性薄膜磁各向异性的调控规律和微观机制，提出了增强柔性磁性薄膜磁各向异性应力/应变稳定性的基本方法，实现了磁性薄膜在大拉伸形变情况下，磁性能基本保持不变。 在此基础上，团队制备了可拉伸的弹性磁传感器，应用于仿生触觉传感器等领域，率先实现了微应力感知与同步数字信号输出。 “柔性仿生触觉传感器，可以将触觉信号转化为生物脉冲信号，进而可以传递给大脑，对于智能假肢的应用具有重要意义。”刘宜伟说。 该研发项目是前沿引领下的基础性研究，曾获得了国家自然科学基金、973子课题、浙江省及宁波市等项目的支持。 “我们掌握了柔性磁性薄膜与磁传感器的设计、制备、加工技术及物性调控规律，这为后面新型可穿戴设备的创新应用打开了一扇窗。”刘宜伟说。 硬核技术创新，让团队捧走了2022年度宁波市科学技术奖进步奖一等奖。8月中旬，刘宜伟代表团队登台领奖。 记者了解到，目前这一技术成果的转移转化也在加速推进中。 “我们希望开发一类、成熟一类、应用一类。”刘宜伟说，“未来柔性电子的应用场景会更多，能像布一样折叠卷起的屏幕，能够感应生物磁信号的电子皮肤等，这些都是今后努力的方向。” �。ㄔ姆⒉加�2023年8月23日《宁波日报》第2版） 【原文链接】http://daily.cnnb.com.cn/nbrb/html/2023-08/23/content_1371787.htm?div=-1
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