[发明专利]用于组合感测压力、温度和湿度的平台单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种平台单元，所述平台单元包括多个用于检测压力、温度和湿度的包含用有机涂层包覆(cap)的金属纳米颗粒的传感器。

背景技术

生产仿生人工或电子皮肤需要能够以高分辨率和低响应时间感测压力、湿度和温度的大规模传感器阵列。这些被设计为提供环境的物理和化学信息的传感器阵列可以被多种应用所利用，所述应用诸如医用假体和机器人工业。例如，假肢可以覆盖有人工或电子皮肤，从而为使用者提供不同压力水平形式的触觉，并且机器人肢体可以与不同灵敏度的人工或电子皮肤表面集成，以允许用于处理物体的自主控制。机器人外科、健康监测和许多其他潜在应用可以受益于对压力、温度和/或湿度条件具有不同灵敏度的人工或电子皮肤的使用(Eltaib等人,Mechatronics2003,13,1163-1177；Lee等人,Mechatronics1999,9,1-31；和Dargahi等人,Int.J.Med.Rob.Comp.Ass.Surg.2004,1,23-35)。

最初设计为手持式消费电子产品和显示器的柔软和有弹性部件的柔性传感器现在正在被开发用作可以安装在皮肤上的超薄健康监测带(Tiwana等人,Sens.Actuat.A 2012,179,17-31；和Rogers等人,PNAS,2009,106,10875-10876)。已经成功地展示了柔性传感器的低功率触敏平台，该平台基于纳米线、碳纳米管、纳米颗粒、橡胶介电层和有机场效应晶体管(Takei等人,Nature Mater.2010,9,821-826；Herrmann等人,Appl.Phys.Lett.2007,91,183105；Siffalovic等人,Nanotech.2010,21,385702；Vossmeyer等人,Adv.Funct.Mater.2008,18,1611-1616；Maheshwari等人,Science,2006,312,1501-1504；Mannsfeld等人,Nature Mater.2010,9,859-864；Pang等人,Nature Mater.2012,11,795-801；Matsuzaki等人,Sens.Actuat.A 2008,148,1-9；Lacour等人,Annual International Conference of the IEEE on Engineering in Medicine and Biology Society(EMBC),2011,8373-8376；Someya等人,PNAS2004,101,9966-9970；Cosseddu等人,IEEE Elec.Dev.Lett.2012,33,113-115；Joseph等人,J.Phys.Chem.C2008,112,12507-12514；Boland,J.Nat.Mater.2010,9,790-792；和Yu-Jen等人,IEEE Elec.Dev.Lett.2011,58,910-917)。

US 2011/0019373公开了优选地在移动终端中应用的用于感测电设备中的周围条件和/或用于感测使用者的生物计量变量的布置。

US 2012/0062245公开了一种设备，其包括：介电结构，所述介电结构包括彼此由间隔区分隔的多个弹性体区域，所述弹性体区域被配置和布置成响应于压力，从而压缩并因此表现出与所述弹性体区域的压缩状态对应的改变的有效介电常数；和感测电路，所述感测电路包括多个基于阻抗的传感器，每个基于阻抗的传感器包括一部分介电结构并且被配置和布置成通过提供对施加于邻近每个传感器的介电结构的压力的指示来响应于介电常数的变化。