南京理工：研发仿生平滑肌结构设计高抗撕裂柔性自修复可拉伸电容传感器

传感器专家网 2023-01-14 841

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【南京理工：研发仿生平滑肌结构设计高抗撕裂柔性自修复可拉伸电容传感器】

柔性聚合物材料在可穿戴电子设备、软机器人和生物医学设备等应用中备受关注。为了延长柔性材料使用寿命并保护其在动态应用环境中不受磨损，已有大量工作致力于开发柔性自修复材料。由于非共价相互作用的键能较低，基于可逆非共价相互作用制备的柔性自修复材料断裂韧性普遍较低，通常在0.1-1.0 kJ m −2或更小范围。

上述内在的分子设计矛盾导致存在微裂纹的柔性自修复材料在变形过程中很容易断裂，从而降低、甚至剥夺基于柔性自修复材料集成的可拉伸设备的操作稳定性。针对上述问题，科研工作者尝试了很多策略在不同尺度下对柔性自修复材料进行增韧，包括：在柔性聚合物网络中引入共价交联中心，利用刚性聚合物构建微纳相分离结构，或者将刚性填料嵌入柔性聚合物基质中来转移局部应力。然而，上述策略都会不可避免暗地牺牲材料的柔性。

生物体内的平滑肌组织兼具良好的柔性和韧性。分析可知，具有核-壳结构的平滑肌细胞是其具有柔韧性的核心因素。在应力变形过程中，由肌丝构成的刚性壳层可增加裂纹尖端附近的能量耗散；同时，内核固有的液体特性也可使裂纹在扩展期间钝化、偏转甚至垂直消除裂纹；两者协同作用赋予了平滑肌高韧性。此外，由于液体细胞基质的模量几乎为零，因此不会增加平滑肌组织的硬度。受此启发，作者巧妙地将液体金属植入到柔性自修复聚氨酯基体中，成功构建了仿平滑肌结构的高抗撕裂柔性自修复材料，并结合材料高介电特性的开发了高灵敏度的可拉伸柔性电容传感器。

基于前期工作(Mater. Horiz. 2021, 8, 3356.)，团队首先采取打破结晶、激活硬相氢键的策略成功制备了柔性自修复聚脲，随后利用机械剪切诱导取向的策略向其中引入核壳结构的纺锤形液态金属微米颗粒；这种颗粒外壳为刚性金属氧化物，内核为在室温下维持液态性质的镓铟锡合金，刚性氧化物壳的形成解决了液态金属颗粒易团聚的难题，同时氧化壳与聚脲的配位作用也保证颗粒能稳定、均匀地分散在聚脲基体中，从而成功地构建了柔韧的仿生材料。

类似于平滑肌细胞，当该仿生材料遭受损伤时，金属氧化物外壳的破裂及氧化外壳与聚氨酯的配位作用的破坏均能带来机械能耗散，而液态内核能够使应变过程中裂纹偏转并最终消除垂直于应变方向的裂纹，从而赋予材料优异的抗撕裂性能和断裂韧性。基于这种独特的结构设计，能够突破理论极限，使得柔性聚脲的断裂能提高到34.9倍，达到111.16 kJ m-2，临界断裂应变提高到12.2倍。值得注意的是，受到不同程度损伤的SSPUGIT甚至能维持与完好样品相同的断裂应变，这在柔性材料中是极为罕见的。

上述性质与材料断裂行为的改变密不可分。作者通过SEM监测了预缺口试样加载时裂纹尖端周围的裂纹演化来研究仿生材料的断裂行为和增韧机制。对于初始聚脲样品，其缺口裂纹很容易在水平方向上迅速扩展并穿过整个样品，形成光滑断面。相反，当仿生复合材料中的裂纹前进并触及到伸长的液态金属颗粒时，氧化壳首先断裂耗能，暴露出的液态金属内核并使其与聚脲基体接触；由于聚脲与液态金属内核的相互作用弱于SSPU基体内聚能，裂纹倾向于沿液态金属颗粒与聚脲的界面扩展，导致裂纹的纵向偏转直至达到仿生复合材料的上下两端，从而提高了临界断裂应变和断裂能。

液态金属颗粒的引入还为仿生材料带来了优越的光热修复功能。入射光线在数量众多、尺寸分布范围光的液态金属颗粒的粗糙氧化壳上反复反射吸收，在宽波段范围内几乎完全被吸收；通过液态金属氧化壳的表面等离子共振效应，吸收的光被高效的转化为热，使近红外光照射的区域温度迅速升高。通过对待修复区域照射近红外线，仿生材料能在1min内实现98.13%的高修复效率。

同时，液态金属颗粒还可以极大提高柔性聚脲的介电性能并保证了材料的柔性，这种低模量-高介电常数的性能组合使得仿生复合材料可用于开发可拉伸电容传感器。开发的柔性电容传感器不仅拥有更低的检测下限，同时具有高断裂韧性和光控修复性能。基于上述特性，该柔性传感器可用于检测乒乓球训练中的运动员的击球是否符合要求帮助纠正运动员错误的接球动作。

传感动态

【高德红外：车载红外产品在东风新能源越野及广汽埃安成功应用】

1月11日，高德红外在投资者互动平台表示，“车规级芯片研发及产业化项目”主要是车载红外探测器芯片的研发与生产，通过该项目对车载红外探测器芯片的创新及基础产业化能力进行完善，进一步降低热成像探测器芯片成本，公司的车载红外产品在东风新能源越野以及广汽埃安的成功应用，能够产生良好的示范效应和口碑，加速推动车载红外在其他车型上的应用及推广。

据介绍，高德红外拥有完全自主知识产权的“中国红外芯”全套研制、批产技术，成功搭建了完全自主知识产权的全高清分辨率、更高灵敏度、更小像元尺寸的涵盖全球主要技术路线的全阵列氧化钒非制冷、碲镉汞制冷及Ⅱ类超晶格制冷型红外探测器芯片批产线。

高德红外实现了金属封装、陶瓷封装、晶圆级封装非制冷探测器的量产，实现了小面阵、低成本晶圆级封装产品的大批量供货，在晶圆级封装技术已经非常成熟的条件下，高德红外积极布局开发更小像元产品，随着小像元产品性能逐步提升、成本进一步下降。

凭借自产红外核心芯片小型化、低成本、高可靠性、大批量生产的市场优势，高德红外通过红外“芯”平台向整个行业开放红外核心设计及应用解决方案，促进诸多红外应用在新兴领域的快速发展，激发了红外行业逐步向多样化、普及化、消费品化发展。在汽车辅助驾驶、消费电子、无人机、长江大保护等多个领域开辟了新的应用场景，与汽车、手机、安防等民用领域的头部企业形成了合作，为公司打造新的产值和利润增长点。

【不堪压力？传SK海力士、三星砍单硅晶圆】

存储器市况惨澹风暴蔓延至最上游硅晶圆材料，南韩两大存储器厂三星与SK海力士传不堪压力，有意砍硅晶圆采购量，此举不仅凸显存储器市况比业者预期严峻，也将牵动全球前三大硅晶圆厂信越、胜高与环球晶营运。

根据统计，三星与SK海力士是全球前两大DRAM厂，两家公司全球DRAM市占合计近七成；若以NAND Flash来看，三星与SK集团也是名列前两位，市占合计超过五成，在产业具有绝对的话语权，两大巨头每月硅晶圆需求合计高达数十万片，如今传出要砍硅晶圆采购量，震撼业界。

南韩媒体TheElec报导，三星与SK海力士已在去年第4季与硅晶圆供应商讨论减少采购硅晶圆相关事宜。在前两年的新冠疫情期间，硅晶圆与相关供应链都呈现供不应求。尽管半导体市况于去年下半开始修正，但比起下游，不景气的状况较慢才蔓延到硅晶圆端。

随着三星与SK海力士等大厂明显感受景气不佳，开始要求减少硅晶圆供应，透露原本接单相对畅旺的硅晶圆厂也已无法幸免于景气减缓的影响。

目前全球有五大硅晶圆供应商，前两名为信越与胜高两家日商，环球晶排名第三，德国世创（Siltronic）及韩国SK Siltron分居第四、五。随着大客户开始反映要求减少供货，牵动硅晶圆厂后续营运。

据了解，在维持长约的前提下，硅晶圆厂商已接到不少客户希望延迟部分产品拉货时程的要求，对于上半年的营运表现恐怕不免有些影响，但下半年仍有机会赶回进度。

业界分析，硅晶圆业者主要有逻辑IC制造与存储器这两大领域的客户，在半导体市况下修的情况下，目前存储器厂的处境似乎比逻辑IC业者更艰难。

TheElec指出，三星与SK海力士目前规划的硅晶圆采购量均少于原先计划。SK海力士之前已表明，将减产以因应当前存储器市场的不景气，三星则坚持不减产。

但据先前韩国经济日报报导，三星负责半导体事业的DS部门已调降今年营业利益目标，降到只有去年的一半，这使得分析师认为，后续三星的立场可能松动，调降今年的规投规划资金额。分析师估计，DS部门去年的营业利益为25.45兆韩元。

针对存储器市况，三星先前表示，受到全球经济低迷，导致存储器晶片和智慧型手机的需求急剧下滑，因此预测该公司去年第4季营利将骤减69％。

三星认为，存储器的需求疲弱程度大于预期，主因是全球利率持续高档、经济前景疲软，引发消费者信心恶化，导致客户进一步紧缩财务，调节库存。SK海力士也说，存储器业面临市况空前恶化的处境，因此今年的资本支出将削减一半。

【2027年全球工业激光器市场将达151亿美元】

近期，ResearchAndMarkets发布了全球工业激光器市场分析报告。2021年，全球工业激光器市场价值为68.9亿美元，预计到2027年该市场将增至150.7亿美元。

工业激光器市场增长的一些主要原因是汽车行业越来越多地转向电动汽车、立法和可追溯性要求不断增加、对材料加工的需求不断增长、航空航天部门对激光的需求不断增长，以及医疗行业对激光技术的采用越来越多，等等。在2022-2027年的预测期内，全球工业激光器市场预计将以13.93%的复合年增长率(CAGR)增长。从产品类型来看，该报告将工业激光器分为四种：光纤、固态/Disc、准分子/二极管，和CO2。2021年，引领工业激光器市场的产品类型是光纤激光器，因为它们体积小、电气效率好、维护成本低和运营成本低。由于它们可以产生不同的波长，因此被广泛用于工业环境中进行切割、标记、焊接、清洁、纹理和钻孔等。在预测期内，年复合增长率最高的则是准分子/二极管类型。

按应用来看，该报告将全球工业激光器市场分为九个板块：金属切割、焊接/钎焊、标记/雕刻、精细金属加工、显示、非金属加工、半导体/PC板、增材制造和其他。2021年，金属切割部分在市场上的份额最高，预计在预测期内将成为增长最快的部分，因为这种激光加工是非接触式的，消除了零件畸变，聚焦光学器件始终到位，因此无需工具设置和存储成本。此外，激光切割边缘在各个方面都优于大多数其他切割工艺产生的边缘。通过激光切割的工件不需要后续加工操作。

按地区划分，全球工业激光器市场可分为四个地区：亚太、北美、欧洲和世界其他地区。2021年，亚太地区主导了全球市场，这主要由于OEM和汽车行业数量的增加，以及该地区新兴国家制造成本的下降等。在亚太地区，中国占据了主要份额，原因是工业激光器在钢铁切割等金属制造过程中的使用增加。在预测期内，由于大型并购的增加以及超激光技术的持续研发，北美预计将引领全球工业激光器市场。2021年，美国在北美工业激光器市场中占据主要份额，预计在2022-2027年预测期间，美国将成为北美增长最快的地区。

【怎么全是亚裔女性？AMD 创造历史，CEO 和 CFO 均是女管家】

北京时间 1 月 13 日消息，美国芯片制造商 AMD 据信是第一家同时任命亚裔女性担任董事长、CEO、CFO 的美国大公司，这在标准普尔 500 指数成分股中是头一次。考虑到亚裔美国女性在进入最高管理层方面面临的障碍，此举意义重大。

▲ AMD CEO 苏姿丰、CFO 胡锦

AMD 在当地时间周三下午宣布，将从芯片制造商 Marvell 科技聘请胡锦 (Jean Hu) 担任其新任 CFO。胡锦拥有克莱蒙大学经济学博士学位，大学毕业自北京化工大学化工系。AMD 称，胡锦将于今年 1 月 23 日开始工作，接替即将退休的戴维德尔・库马尔 (Devinder Kumar)，后者将在 AMD 工作到 4 月以确保平稳过渡。

▲ 胡锦

目前，AMD 由苏姿丰 (Lisa Su) 领导，她同时担任公司的董事长和 CEO 职位。那么，在标准普尔 500 成分股中，是否还有其他公司由亚洲或亚裔女性同时担任 CEO 和 CFO 这两个重要权力职位呢？上市公司多元化、股权和包容性数据提供商 DiversIQ 给出的答案是，只有 AMD 一家。

“在标普 500 指数成分股中，有一位亚裔女性 CEO 无疑是罕见的，同时还有一位亚裔女性担任 CFO 也是独一无二的！”DiversIQ 代表布莱克・伊斯曼 (Blake Eastman) 在一封电子邮件中表示，“我们对此非常有信心。”

伊斯曼指出，在标准普尔 500 成分股的 507 位 CEO 中，只有三位是亚裔女性，包括 AMD 的华裔美国人苏姿丰、Arista Networks 的印度裔美国人杰斯丽・乌拉尔 (Jayshree Ullal) 和 Vertex Pharmaceutical 的印度裔美国人列什马・科瓦尔拉玛尼 (Reshma Kewalramani)。只有另外两家公司的 CEO 和 CFO 都是亚裔，但其中只有一家公司由亚裔女性担任 CFO，它就是能源公司 Enphase，该公司由曼迪・杨 (Mandy Yang) 女士担任 CFO，其 CEO 是亚裔男性巴德里・科桑达拉曼 (Badri Kothandaraman)。专业测量仪器公司沃特斯的 CEO 和 CFO 都是亚裔男性。

▲ 曼迪・杨担任 Enphase CFO

DiversIQ 还提到了一些此前的亚裔女性 CEO，包括百事公司的卢英德 (Indra Nooyi) 和 Gap 的索尼娅・辛格尔 (Sonia Syngal)，但没有发现这些公司的 CFO 也是亚裔女性。自 2016 年以来，只有 10 名亚裔女性担任标准普尔 500 成分股公司的 CFO，目前只有 5 名女性继续担任该职位。

最近的研究表明，在标准普尔 500 成分股中，只有不到 10% 的公司由女性领导。《财富》杂志本周报道称，女性 CEO 在《财富》500 强榜单上的比例首次超过 10%。麦肯锡最近的一项研究发现，只有 1.8% 的最高管理层由亚裔女性担任，亚裔美国员工在高级职位的代表性和晋升率都有所下降。麦肯锡的研究显示，2021 年，从高级副总裁晋升到最高管理层的亚裔女性比例不到 1%。

AMD 发言人称，该公司无法证实这一里程碑，因为这不是他们正在跟踪的事情，也没有置评。标普全球公司的一名代表称，该公司无法证实报道，因为它没有跟踪这类数据。

传感财经

【1月12日传感财经分析：传感器概念报涨，梅安森领涨；人工智能硬件概念报涨，无人驾驶概念报涨，伯特利领涨】

1月12日盘后，传感器概念报涨，梅安森12.61%领涨，道通科技、安科瑞、奥联电子、时代电气等个股纷纷跟涨

1月12日盘后，人工智能硬件概念报涨，联合光电( 2.99% ) 领涨，光峰科技(2.02%)、鸿泉物联(0.95%)、上海临港(0.17%)、佳发教育(0.1%)等跟涨。

1月12日盘后，无人驾驶概念报涨，伯特利 (73.26，6.66，10%)领涨，联创电子(22.37.2.03，9.98%)、大恒科技(14.77，1.34，9.978%)、比亚迪(256，16.91，7,073%)等跟涨。