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叶超超博士与东北大学先进陶瓷研究院签订横向课题

发布时间:2021-07-27

近日,我校叶超超博士与东北大学先进陶瓷研究院签订课题为高性能陶瓷导电材料研究及制备的横向项目。该研究采用不同烧结方式制备出高性能导电陶瓷材料,并对其微观组织、力学性能、Weibull分布、残余应力及导电性进行了系统的研究。为后续导电陶瓷材料在工程材料上的应用提供了理论基础。

随着科技的进步,智能穿戴产品(如智能手表)消费越来越大众化,如同手机一样,几乎每个人都有一台或更多。智能手表不仅具有普通手表和部分手机功能,还能监测人们的运动情况、脉搏跳动情况,用于监控人们的健康状态。5G时代是万物相联时代,5G用于智能手表中,可以实时在线将人们的健康状态上传到互联网中,经大数据处理分析,最后服务于大健康产业。大健康大数据产业一个巨大的商业市场,价值超千亿,是各个国家新产业布局的竞争焦点。

目前,智能手表仍然普遍使用光波用于脉搏监测,即智能手表主动发光,通过透明玻璃透过人的皮肤和血管接触到血液流动,然后再反射,经智能手表的接收器采集,最终转化成心电图。这种方式属于主动检测,不仅消耗较多的电量使智能手表的续航降低,还不能实时在线监测并将数据传送与5G物联网中。本产品使用导电陶瓷作为传感器,导电陶瓷具有优异的导电性能,可以感知到脉搏产生的细微电流变化,将微电流信号转换成心电图,借助于5G网络,实时在线地将人的生命健康状态传至大数据处理中心,最后服务于大健康产业。

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 项目产品特点、水平和优势

导电陶瓷传感器组件相较于传统的光波组件拥有显著的技术迭代优势,其具有金属电学特性和陶瓷结构特性于一体的属性,使监控脉搏的原理发生了全新变化,由传统的发光接触反射信号接收模式直接转变为脉搏跳动产生的微电流——导电陶瓷传感器接收模式。

导电陶瓷传感器被动地接受微电流信号,可以节省大量的电能,从而大幅度提高智能手表的续航能力。

导电陶瓷优异的导电性能,可以感知捕获人体细微的电流变化,从而具有超高的灵敏度和抗干扰能力。

导电陶瓷被动的接收信号模式可以连续不断地检测脉搏跳动的变化,并将数据通过5G物联网传送至大数据处理分析中心,可以实时在线监控人的健康状态,从而服务于大健康产业。

导电陶瓷传感器具有更简单的结构设计,组件较少,具有突出的价格优势。传统的光波组件需要玻璃透波,玻璃接触皮肤易产生油污,不仅降低探测灵敏度和抗干扰能力,还不利于智能手表的美观设计,且容易划伤,影响人的穿戴体验;而导电陶瓷表面镜面抛光后,具有镜子一般的发光效果和玉石一样的润滑感,不易沾染油污,超高的硬度更不会轻易被划伤,其优异的耐腐蚀特性,保证稳定不变的导电性能,从而使探测微电流的能力长期不衰减。

本项目负责人为我校讲师叶超超,同时该研究得到了东北大学茹红强教授与加拿大Ryerson大学Chen Daolun院士大力支持。

(机电与车辆工程学院供稿)

 


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