Advanced Functional Materials:可穿戴热电传感器用于复杂手部动作的精确识别

有效的能源系统以及精准的数据监测对可穿戴电子产品的开发至关重要。热电材料可以利用如人体热量等低品位热源,将其转换为电能。此外,热电器件可利用热电势与温差的线性关系实现精确传感。因此,在可穿戴器件方面展现出良好的应用前景。

最近,深圳大学的陈光明教授课题组提出通过材料二维结构限域和载流子调控的协同作用提升复合材料的综合性能,实现了复合热电材料热电性能的显著提高,同时保持了材料优异的力学稳定性和环境稳定性。基于所制备的复合热电材料,设计了一种高性能的热电传感手套,进而实现人体手部动作的精确识别。该工作首次报道了基于塞贝克效应的热电材料应用于手部动作的精确识别。

文章要点:

1. 通过热电材料限域合成和氧化程度调控的协同作用,对材料进行可控构筑,实现塞贝克系数和电导率的双重提升,从而制备出高性能复合热电材料。

图1 协同作用提升复合热电材料热电性能及相关机理研究

2. 基于所制备的复合热电材料,设计出具有高传感精度和稳定性的热电传感手套,利用器件的热电势与器件两端温差的线性关系,实现了人体手部动作的精确识别。

图2热电传感器件实现人体手部动作的精确识别

上述研究工作得到了国家自然科学基金(No. 52242305, 51973122)和深圳市基础研究资助项目(No. JCYJ20200109105604088)的资助。深圳大学材料学院副研究员杜春雨为论文第一作者,陈光明教授是该论文通讯作者

论文信息:

Toward Precision Recognition of Complex Hand Motions: Wearable Thermoelectrics by Synergistic 2D Nanostructure Confinement and Controlled Reduction

Chunyu Du, Min Cao, Gang Li, Yue Hu, Yichuan Zhang, Lirong Liang, Zhuoxin Liu, Guangming Chen*

Advanced Functional Materials

DOI: 10.1002/adfm.202206083

原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202206083