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【华东师范大学:研发防水自清洁CBNP/石墨烯应变传感器,用于多功能应用】
可穿戴应变传感器被广泛应用于仿生机器人和可穿戴电子设备中。然而,这类设备不可避免地要在潮湿条件和污染物等降解环境中工作,从而降低了传感性能和稳定性。研究采用预拉伸策略,报道了一种具有高灵敏度的耐拉伸超疏水自清洁石墨烯基应变传感器。传感器的耐拉伸超疏水性表面是通过在Ecoflex基底上附着炭黑纳米颗粒来构建表面粗糙度,并用聚二甲基硅氧烷进行改性,从而在拉伸条件下(50% 应变)获得低表面能。
此外,即使在拉伸条件下,传感器也能保持出色的超疏水性能。该传感器对茶水、牛奶和咖啡等日常生活中常见的液体也不敏感。此外,所提出的应变传感器感应范围广(应变超过 100%),灵敏度高(拉伸 90% 时的测量系数高达 653.4),在空中和水下精确监测人体运动方面大有可为。此外,将应变传感器放置在桥梁上,还可以检测桥梁上的车辆数量,为实时交通流量监测提供了理想平台。
图文导读
图1、a) 制造超疏水自清洁应变传感器。b) CBNP/PDMS表面的SEM图像。c) 传感器传感层的SEM图像
图2、应变传感器的超疏水性能
图3、应变传感器的自清洁性能
图4、应变传感器的电气性能特征
图5、使用超疏水、自清洁 CBNP/石墨烯应变传感器进行人体运动监测,用于 a) 肘部、b) 手指、c) 膝盖、d) 皱眉、e) 吞咽、f) 腿部肌肉和 g) 使用摩尔斯电码传输 ECNU 的单词。
图6、a) 水下运动监测示意图。b) 在空中和水下弯曲手指。使用超疏水、自清洁CBNP/石墨烯应变传感器进行水下运动监测,用于c)手指连续弯曲几次,d)手指逐渐弯曲至90°。e) 根据摩尔斯电码发送“SOS”消息。
图7、用于实时交通流量监测的应变传感器
综上所述,研究报告了一种防水和自清洁应变传感器,具有高灵敏度和良好的线性度。选择石墨烯作为导电材料,用CBNPs构建微纳米结构制备超疏水层,并采用预拉伸策略用PDMS包封,即使在大应变下也具有优异的防水和自清洁性能。石墨烯传感材料使传感器具有优异的特性。应变传感器在653%应变下表现出4.90的高应变因数、良好的线性度和可重复性。基于其高灵敏度、防水和自清洁性能,该传感器可用于两栖人体运动检测和水下通信。此外,我们还证明了实时交通流量监控的可能应用。
传感动态
【又是激光雷达!「武汉象印科技」完成数千万元Pre-A轮融资】
8月23日消息,工业级三维激光雷达扫描技术为核心的数字技术解决方案提供商「象印科技」获得数千万元Pre-A轮融资,由深圳正轩投资领投、苏州顺融资本跟投、天使轮武汉华工科技旗下华工瑞源追投。
象印科技于2022年3月成立,核心创始团队专注高精度工业级三维激光雷达超过10年,是国内早期深度研究相关底层技术和量产工程化的团队,曾创造过行业全球范围内巨额订单交付记录,此番核心团队全新创业出发,截至2023年8月,已获得30多项专利及软著。
三维激光雷达扫描仪是激光雷达中的重要产品技术分支,主要应用各种工业领域,通过发射、接收、信息处理、扫描等系统,在虚拟世界中还原物理世界。
公司CEO陈海佳介绍,象印科技基于创新性的连续波与脉冲波深度融合技术,特有的基于波形特征和混叠波形的分解算法,具有完全知识产权的光机电设计,核心部件100%国产化,实现了“高精度”、“长测程”的三维激光雷达的国产替代。
具体来看,长测程是指,用1550 nm波长做成可以精准探测0.3米到5000米距离范围的空天地系列三维激光扫描仪;高精度是指,能够在一定范围内实现毫米级的探测精度。
在走向民用的过程中,象印科技也凭借着高精尖技术、超低成本、高度轻量化,找到了自己的市场切入方式。
目前,象印科技主要有两部分产品:易扫系列、睿扫系列,二者基本原理一致。
易扫系列,包括机载LiDAR、3D SLAM、地面式扫描仪,有低成本、重量轻、精度高的特点。作为标准化的产品集成后,结合团队自身长期积累的整机系统控制技术和点云优化算法积累形成鲜明特色的产品,其售价相比海外同类型产品的30%不到,重量也能轻至数百克。据悉,此类产品2023年上半年已经达成近千万的全球市场交付,在行业优先实现“技术出海”和“进口平替”。
睿扫系列,是典型的中长测程,使用定制化的器件,结合融合技术和高效点云算法,由象印科技全自主设计,做成符合客户要求的定制化产品,且能以低成本的器件实现高性能的效果。
而针对目前市面上的三维激光雷达和3D视觉识别两条技术路线的理解上,象印科技CEO陈海佳表示,目前3D视觉识别更多还是在短距离方向应用,而以象印科技为代表的长测距、高精度三维激光雷达,技术难度更高、应用范围相对更广,对前述大部分场景具备普适性。
“三维激光扫描技术是数字经济中复杂场景重要的数字化采集工具。我们的使命是助力数字空间技术普及化;从时代发展需求来看,数据采集,加工手段一定会融合多传感器升级,虚拟空间从二维到三维世界必然实现。”
【德州仪器推出新款高精准度的霍尔效应传感器和集成式分流器,进一步简化电流检测】
德州仪器 (TI) 今日推出了多款全新的电流传感器,用于帮助工程师简化设计并提高精度。这些新产品专为在宽共模电压和宽温度范围内工作而设计,其中包括适用于高电压系统的更低漂移隔离式霍尔效应电流传感器、以及无需为非隔离式电压轨使用外部分流电阻器的电流分流监控器产品系列。
新款霍尔效应电流传感器 TMCS1123 在整个生命周期和温度范围内具有业内出色的增强型隔离和高精度,能够为高压系统简化设计并提供出色的精度。德州仪器的新型 EZShunt 产品系列包含小型完全集成式电流分流监控器和业内高精度的 75A 集成式分流器解决方案,适用于高达 85V 和 75ARMS 的非隔离式系统。
德州仪器业务部经理 Jason Cole 表示:“选择电流检测解决方案时,设计工程师需要权衡四个关键因素:成本、尺寸、精度和速度。这些新产品凸显了我们品类丰富的检测技术如何帮助各种系统更好地应对设计挑战。以 TMCS1123 为例,该器件具有高精度和低传播延迟的特点。凭借该器件,设计人员现在可以在高压系统中使用霍尔效应传感器,而这个在之前是无法实现的,这大大降低了系统成本和缩小了系统尺寸。”
【华培动力2023年上半年净利增长41.51倍 推进传感器业务投后整合】
证券时报网讯,8月22日晚,华培动力(603121)披露2023年半年报显示,公司在上半年实现营业收入5.99亿元,同比增长53.27%;实现归属于上市公司股东的净利润6212.89万元,同比增长4151.03%;若剔除出售参股公司股权等非经常性损益影响,公司上半年实现扣非后净利润1881.76万元,同比增幅仍高达733.91%。
华培动力以动力总成业务及传感器业务为主营。其中,动力总成业务涵盖的主要产品为汽车发动机涡轮增压系统的核心零部件,包括放气阀组件、涡轮壳和中间壳及其他零部件等。目前,华培动力是国际涡轮增压器巨头的重要供应商,是放气阀组件细分领域的龙头,在全球的市占率较高。
华培动力表示,动力总成事业部定位于稳健发展,精细化管理,为公司转型升级提供稳健的经营利润和可靠的现金流。在今年上半年,公司南通工厂相关业务已合并转移至武汉工厂,依托武汉工厂的高自动化率以及精细化的生产管理,运营效率得到提升;此外,公司持续强化研发能力,动力总成领域2023年上半年完成了铸造出品率改善项目,设计和改善了现有的蜡树组树结构,在实际生产中逐步推广和应用,出品率得到有效提高。
传感器业务是华培动力近年来重点布局的业务板块。目前,该业务板块以华培动力的控股子公司盛迈克、盛邦、盛美芯、参股子公司中科阿尔法四家公司为业务基础,主要产品涵盖全压力量程范围的压力传感器、速度位置传感器、温度传感器、尿素品质传感器等多品类传感器及部分核心芯片。
华培动力表示,公司加强了传感器事业部投后整合,上半年,公司对传感器事业部进行了管理整合和组织架构梳理,根据事业部制的运行结构,公司在系统层面全面打通各子公司和业务板块的OA流程、财务和采购等各后台系统。另外,在研发、供应链、销售等方面,华培动力都进行了梳理和整合,比如,公司通过联合采购和多品类采购等方式,降低采购成本。
目前,华培动力传感器业务主要服务于国内商用车前装市场,客户涵盖一汽解放、中国重汽、陕汽、三一重工等商用车及工程机械整机厂,潍柴动力、康明斯、博世、玉柴、锡柴、云内、常柴等国内外主流发动机厂商。
华培动力在半年报中提及,传感器事业部内部已经形成了有效的整合与协同,以压力传感器的核心技术能力为例,盛迈克与盛邦具备的陶瓷电阻、陶瓷电容的叠加低量程范围的Mems压力及高量程范围的高压玻璃微熔,构成了较为全面的压力传感器技术能力。
另外,针对汽车的新能源发展趋势,华培动力传感器事业部研发了匹配纯电动新能源车及燃料电池热管理系统的压力温度一体化传感器及PTC水加热器、匹配基于电池包安全监控的压力及氢气泄漏监控传感器等多品类的传感器,公司正在寻求从商用车到乘用车领域产品的突破。
【苹果A16芯片宣称4纳米,内部标记5纳米,为何却不算虚假宣传?】
近日,有消息称苹果iPhone 14 Pro系列所搭载的A16 Bionic芯片,并非如宣传所说采用了台积电4nm制程,而实际上是一款5nm芯片。这一说法引发了业界和消费者的关注和质疑,苹果是否存在虚假宣传,误导消费者?
据媒体报道,知名爆料人@URedditor在推特上表示,他在苹果内部看到A16 Bionic芯片被标记为5nm芯片,而不是4nm芯片。他还透露,苹果下一代的A17 Bionic芯片将会采用台积电3nm制程,性能将有较大提升。
此外,他还指出,高通的骁龙8 Gen 2芯片也同样是基于5nm制程制造,而非宣传的4nm制程。
那么,为什么苹果会对外宣称A16 Bionic芯片是4nm制程呢?这是否意味着苹果在欺骗消费者呢?要回答这些问题,我们首先需要了解什么是半导体制程,以及它如何定义和衡量。
半导体制程,简单来说,就是指特定的半导体制造工艺及其设计规则。不同的制程意味着不同的电路特性。
通常而言,制程节点越小意味着晶体管越小、速度越快、能耗表现越好。但是,并不是所有的晶体管尺寸都可以用一个数字来表示。实际上,随着技术的发展和竞争的激烈,半导体行业已经没有一个统一和准确的标准来定义和命名制程节点了。
在过去,制程节点通常与晶体管的栅极长度或半间距(即芯片内部互联线间距离的一半)相对应。例如,在2005年时,65nm制程就意味着晶体管栅极长度为65nm。但是,在近几年,由于各种技术创新和营销策略,这种对应关系已经失去了意义。例如,在2018年时,台积电7nm制程的晶体管栅极长度为40nm,而三星7nm制程的晶体管栅极长度为27nm。这就导致了不同代工厂之间的制程节点难以直接比较,也给消费者带来了困惑。
因此,现在的制程节点只是一个相对的概念,它只能表示某一代工艺相对于前一代工艺的进步程度,而不是一个绝对的物理量。
每一代工艺都会使芯片上的晶体管密度增加一倍,每个连续的制程节点命名为比前一个小约0.7倍——线性缩放意味着密度加倍。因此,有90nm、65nm、45nm、32nm等等。但是,并不是所有的制程节点都遵循这个规律,有时候也会出现一些“半节点”,例如22nm、16nm、12nm等,它们只是在前一代工艺的基础上做了一些优化和改进,并没有达到两倍的密度增长。
那么,苹果A16 Bionic芯片到底是4nm还是5nm呢?
根据TechInsights的分析,苹果A16 Bionic芯片采用了台积电N4制程,这是台积电N5制程的一个半节点,它并没有实现两倍的密度增长,而只是在N5制程的基础上做了5%的光学微缩(10%的面积缩减)。因此,在物理上,它仍然属于5nm制程的范畴。而苹果之所以对外宣称它是4nm制程,可能是出于营销和竞争的考虑,以显示其技术领先优势。
从这个角度来看,电科技认为苹果并没有欺骗消费者,只是使用了一个更具吸引力的数字来命名其芯片的制程。毕竟,在半导体行业中,这种数字游戏已经司空见惯,不同的代工厂和芯片厂商都有自己的命名方式和标准。消费者在选择芯片产品时,不应该只看制程节点这一个数字,而应该综合考虑芯片的性能、功耗、稳定性、兼容性等多方面因素。
审核编辑 黄宇
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