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【青岛大学:研发的超灵敏触摸传感器能"感知"4英寸外的事物】
研究人员利用一种对电场敏感的3D打印材料制造出了一种新型传感器,它能准确识别和分辨10厘米(约4英寸)外的物体,而无需用手触摸。这种非接触式触摸传感器可将类人机器人的灵敏度提升到一个新的水平。
过去几年来,在生产可弯曲、扭曲和折叠的电子产品方面取得了重大进展,从而产生了各种功能性可穿戴设备。可以理解的是,将下一代触摸传感器集成到电子人体皮肤中已成为一个重要的考虑因素,并有可能应用于机器人、健康和科技领域。
集成了非接触式传感技术的电子皮肤可以让许多人受益。例如,能够挥动手指或做出手势来启动软件将非常方便--尤其是对于那些无法手持设备的人来说。此外,视觉障碍者也可以安全地绕过障碍物。当然,这种功能可以扩展到任何连接到物联网(IoT)的设备。
目前的大多数触摸传感器都依赖于直接触摸物体,从而在传感器中产生可测量的物理变形和相应的力。然而,根据青岛大学研究人员的一项新研究,我们可能离非接触式传感更近了一步。他们开发出了一种灵敏度极高的触摸传感器,无需直接接触被检测物体即可工作。
该研究的通讯作者之一李新林说:"为了实现更高的灵敏度和多功能性,我们开发出了新型复合薄膜,它具有令人惊讶且非常有用的电学特性。"
为了制作复合薄膜,研究人员将少量氮化石墨碳(GCN)与聚二甲基硅氧烷(PDMS)3D打印成网格状。令人惊讶的是,他们发现将这两种具有高介电常数(衡量在电场中存储电能的能力)的材料结合在一起后,材料的介电常数很低,因此传感器对电场更加敏感。
(a) 手指接近传感器的示意图;(b) 手指与传感器之间的距离在 0 至 150 毫米之间时,电容变化与距离之间的关系
研究人员用自己的手指作为被检测物体对网格的功能进行了测试,发现网格能感应到0.5至10厘米(0.2至3.9英寸)远的手指,而且无需实际触摸,就能清晰地将手指识别为三维物体。在圆桌和三棱镜上进行测试后,传感器可以准确识别和区分不同的形状和动作。
李说:"在灵敏度、响应速度和多次使用后的稳定性方面,性能都非常出色。这为可穿戴设备和电子皮肤领域带来了新的可能性。"
在传感器取得成功性能之后,研究人员将其集成到一块印刷电路板上,创建了一个能够远程监控人体运动的统一系统。包含新型传感器的电子皮肤贴在手腕上,确保与专门用于捕捉物体三维形状的设备持续连接,并利用 4G 技术将物体的三维形状实时无线传输到智能手机、智能手表和电脑上。
研究人员计划改进传感技术,以便大规模生产。他们还将探索检测形状和运动以外的可能性。
传感动态
【一场全球代理商大会引来5亿元订单 华工科技加大海外布局 今年将新增5家海外工厂】
3月1日,华工科技在汉举办全球代理商大会,来自20余个国家的近60名代理商和行业客户齐聚光谷。长江日报记者现场获悉,华工科技持续加大海外布局,今年将新增5家海外工厂,激光装备业务计划3年内海外营收占比提升至50%。
几乎每位代理商都带着订单
意向订单有望超5亿元
华工科技智能制造产业园车间里,整齐摆放的三维五轴激光切割智能装备、激光切割智能装备等明星产品吸引了海外代理商的注意力。
印度客商萨吉斯是第三次来武汉。就在一天前,他在印度的团队售出了两台华工科技三维五轴激光切割装备。
2008年,华工科技开拓印度市场,成立本地化的销售和服务团队,目前已累计销售超1000台智能装备。萨吉斯回忆:“原来销售的多是基础产品,比如二维的激光切割机和激光打标机,现在逐渐转变为技术含量更高的大型装备和整体解决方案。”
目前,印度正在大力发展新能源汽车和3C电子行业,市场潜力巨大。萨吉斯期望,能够将华工科技成熟的产品和解决方案带到印度。
“我是带着订单和客户来的。4年前,我们公司购买了华工科技的激光切割机,这次又看中了新的产品。”捷克客商沃扎克说。
捷克是华工科技挺进欧洲的第一站。2017年,一张来自捷克的激光切割机订单,打开了华工科技通往欧洲市场的大门。目前,华工科技在捷克的年销售额超过5000万元,市场占有率居前五。
“华工科技在捷克的品牌知名度很高。”沃扎克于2018年牵手华工科技,从小型的激光切割机起步,一步步扩展到大型的数控切割机等高端装备,目前他代理了华工科技数十种产品的销售。
“去年,华工科技举办首届全球代理商大会,意向订单超3亿元。今年根据客户和市场的新需求,我们邀请新老朋友们再次共议全球工业发展。”华工科技核心子公司华工激光副总经理尹文雯介绍,几乎每位参会的代理商都带着订单,“从单机产品向生产线、智慧工厂解决方案转变,今年的意向订单预计超过5亿元。”
近年来,依托光电子行业的关键核心技术,以及不断加强信息化、数字化系统建设,汽车、半导体、船舶等行业的高技术含量、高附加值产品逐步成为华工科技新的业务增长点。
“今年,我们也重点展示了智慧工厂系列解决方案,基于我们在国内船舶、新能源、钣金制造等行业智慧工厂的成功案例,相信我们的海外客户也能在这些领域落地新实践。”尹文雯说。
今年将新增5家海外工厂
海外营收占比计划3年提升至50%
作为中国激光行业首家“走出去”的中国企业,华工科技在成立之初,就提出坚定不移地走国际化道路。
2000年,华工科技上市当年,全资收购澳大利亚全球切割系统知名企业法利莱,在国内同行中最早“走出去”,实现“武汉制造,全球销售”。
2011年至今,华工科技开始加快全球化进程,通过设立海外分支机构、招聘“本地化”人才团队、搭建海外销售网络等方式,畅通激光智造出海之路,做到高质量、无时差的高效响应。
截至目前,华工科技与汽车、消费电子、光通信设备、互联网等行业的30多家世界500强企业、超2000家国内外大客户建立了合作,分支机构、营销网络覆盖全球40多个国家和地区,产品覆盖80多个国家和地区。
“今年将是华工科技海外布局的关键一年。”尹文雯介绍,下月,华工科技子公司华工激光越南工厂将建成投产,这也是华工激光在海外建设的首家工厂,主要面向东南亚国家。紧随其后,华工激光面向欧洲市场和北美市场的土耳其工厂和墨西哥工厂也将相继建成投产,“连同子公司华工高理和华工正源在海外投建的工厂,今年华工科技将新增5家海外工厂”。
据介绍,2023年华工科技激光装备业务海外营收占比近25%,计划3年内大幅提升至50%。
借力全球一流人才,从华中科技大学起步的华工科技从校办企业迅速成长为激光行业领军企业,多项“光能力”居全球前列。海外布局,打造全球一流企业,更需要全球一流人才的支撑。本次大会上,华工科技首次发布名为“Hero Plan”(英雄计划)的全球人才计划,计划3年内引进100位海外优秀人才。
“为全球客户提供优良的产品与服务是华工科技一切工作的中心。”华工科技董事长马新强介绍,未来,华工科技将进一步加大全球化经营投入,从市场、生产、人才各方面提升海外服务的质量和水平,为全球化经营打造坚实链路。
【中国MEMS芯片第一股敏芯股份 2023 年度实现营收 3.73 亿元】
近日,苏州敏芯微电子技术股份有限公司发布了 2023 年度业绩快报公告,报告显示 2023 年度,公司实现营业收入 3.73 亿元,同比增长 27.3%;实现归母净利润 -9525.07 万元。
历年营收和净利润
2019-2022 年分别实现营业收入 2.84 亿元、3.30 亿元、3.52 亿元以及 2.93 亿元,同比变动 12.39%、16.21%、6.57%、-16.80%。据 2023 年度业绩快报公告显示,2023 年敏芯股份实现营收 3.73 亿元,较上年同比增长 27.3%。
2019-2022 年分别实现净利润 5948.29 万元、4163.61 万元、1242.40 万元、-5493.39 万元。同比变动分别为 11.70%、-30.00%、-70.16%、-542.16%。。据 2023 年度业绩快报公告显示,2023 年敏芯股份实现净利润 -9525.07 万元。
业绩增长主要因素
报告期内,公司营业总收入增长较快,主要得益于原有产品的终端市场逐步回暖、新产品研发和市场推广持续投入开始获取新的客户订单以及 IPO 募投项目开始释放产能等因素,使产品销售量大幅增加。但同时公司净利润下滑,主要系市场竞争原因使部分产品价格下滑导致产品毛利率下降及 IPO 募投项目整体资产摊销及运营成本增加等综合因素影响。
【台积电前研发副总示警台积电恐被美“芯片法案”榨干,蔡正元认同台湾将沦为可有可无】
台积电日本熊本厂已于上月底开幕,反观美国亚利桑那州设厂进度落后,台积电前研发副总林本坚示警,美国“芯片法案”可能削弱台湾地区最重要产业,甚至威胁台湾安全。台湾前民代蔡正元则说,他大致认同这样的说法。
据台湾“中时新闻网”报道,林本坚与台“工研院”前主管史钦泰,日前在世界报业辛迪加(Project Syndicate)以“美国芯片法案如何伤害台湾”为题共同撰文指出,美国“芯片和科学”法案提供520亿美元的补助,鼓励半导体制造业赴美设厂,来分散供应链风险,但这种做法可能削弱台湾最重要产业,甚至威胁台湾安全。
对此,蔡正元日前在网络节目中指出,上述这份论文报告揭露的第一个问题,是台积电把高端技术搬到美国,但美国缺少专业技术劳工,加上美国“芯片法案”限制台积电将芯片卖到中国大陆,恐导致未来台积电在投资方面完全依赖美国市场。
再者,这份报告也提到,如果台积电将所有高端技术移到美国,台湾对于美国来说,就变得可有可无,可能降低台海发生战争时美国“协防台湾”的意愿,蔡正元分析,这个问题的关键是两岸关系。
蔡正元认为,重点在于台当局要去处理两岸关系,而这份报告也凸显台积电到美国设厂后,对于台积电和台湾未来处境的担忧,示警台湾未来处境恐怕更艰难。
【美光计划部署纳米印刷技术,降低 DRAM 芯片生产成本】
3 月 5 日消息,美光科技公司计划率先支持佳能的纳米印刷技术,从而进一步降低生产 DRAM 存储芯片的单层成本。
美光公司近日举办了一场演讲,介绍在将纳米印刷技术应用于 DRAM 生产的一些细节。美光在演讲中表示 DRAM 节点和沉浸式光刻分辨率问题,名为“Chop”的层数量不断增加,这就意味着添加更多的曝光步骤,来取出密集存储器阵列外围的虚假结构(dummy structures)。
美光公司表示由于光学系统本身性质,这些 DRAM 层的图案很难用光学光刻技术进行印刷,而纳米打印方式可以用更精细的方式打印出来,且鉴于纳米印刷技术应用成本是沉浸式光刻技术的五分之一,因此是非常不错的解决方案。
纳米印刷技术并不能在内存芯片生产的所有阶段取代传统的光刻技术,两者并非纯粹的竞争关系,但该技术至少可以降低单个技术操作的成本。
佳能 2023 年 10 月公布 FPA-1200NZ2C 纳米压印光刻(NIL)半导体设备。佳能社长御手洗富士夫表示,纳米压印光刻技术的问世,为小型半导体制造商生产先进芯片开辟了一条新的途径。
佳能半导体设备业务经理岩本和德表示,纳米压印光刻是指将带有半导体电路图案的掩模压印在晶圆上,只需一个印记,就可以在适当的位置形成复杂的 2D 或 3D 电路图案,因此只需要不断改进掩模,甚至能生产 2nm 芯片。
【从零开始认识湿度传感器】
什么是湿度传感器
湿度传感器是一种用于测量空气中相对湿度的设备。它广泛应用于多个领域,如气象、建筑、农业、医学、食品加工等。它测量的是被测环境中的相对含水量。以我们在家用常见的温湿度计(图1)读到的数值为例,它是一个百分比数。如果把空气中水蒸气饱和状态下的湿度定义为100,那么读数是55则表示当前空气中含有的水蒸气含量是饱和状态下的55%。所以它表示的是相对湿度。
我们知道“相对湿度” 与当前温度是密切相关的,当空气受温度影响而收缩或膨胀时,相对湿度会发生变化,比如温度下降时,空气体积减小,但是含有的水蒸气不变,所以相对湿度上升了, 反之如果温度上升,空气体积膨胀,水蒸气含量不变,会造成相对湿度下降。而绝对湿度的表示是用重量比来衡量的,不受温度变化影响。我们通常在仪表上看到的都是相对湿度。
湿度传感器是如何工作的
常见的湿度传感器的工作原理是基于材料的吸湿性质,如湿敏电阻,湿敏电容等。因为水分子具有极性,当材料受到湿气的影响时,它的电导率会随之变化,从而影响器件的阻值或者容值,那么相应的就可以测量出对应的湿度度变化。
另一种方式是利用物理量在不同湿度空气中传播速度和损耗的差异来测量湿度。比如利用潮湿空气和干燥空气的热传导速度的差异,可以制成热敏电阻式湿度传感器。它将一个参考NTC放在密封的干燥金属盒中,而测量NTC放在开孔金属盒中与潮湿空气接触,由于潮湿空气和干燥空气热传导性质的差异,会使得两个NTC的阻值产生差异,从而导致测量电压Vm的变化,这样就可以测量出湿度。
另外利用微波,超声波或者红外线在含水蒸汽的空气中传播产生损耗的原理来 ,可以制成微波,超声波以及红外线湿度传感器。
常见的湿度传感器的种类
湿敏电阻
湿敏电阻的特点是在基片上覆盖一层用感湿材料制成的膜,当空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时,元件的电阻率和电阻值都发生变化,利用这一特性即可测量湿度。湿敏电阻的优点是灵敏度高,缺点则是线性度 较差。湿敏电阻的种类很多,例如金属氧化物湿敏电阻、硅湿敏电阻、陶瓷湿敏电阻等。
湿敏电容
湿敏电容一般由高分子薄膜电容制成。当环境湿度发生改变时,湿敏电容式传感器的介电常数发生变化,使其电容量也发生变化,其电容变化量与相对湿度成正比。湿敏电容式传感器的主要优点是灵敏度高、响应速度快、容易实现小型化和集成化。
湿敏电容和湿敏电阻的对比
半导体及IC湿度传感器
另外还有二极管湿敏器件和MOSFET湿度敏感器件等。其特点是易于和半导体电路集成在一起。比如这款在得捷电子网站上搜索到的温湿度传感器IC【SHTC3-TR-10KS】,它具有封装小,响应速度快,精度高的特点。值得一提的是,由于温度和湿度的相关性,市面上的IC类的传感器一般都是同时提供了温度和湿度的测量数据。
审核编辑 黄宇
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