【無線傳感】中大研發超薄無線傳感電子貼紙 集供電、傳感、訊號傳輸功能於一身

社會 16:13 2021/09/26

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OCT-TENG能夠為功率達180W的電燈提供足夠電力。(中大提供)

香港中文大學最近研發了一款自行驅動的無線傳感電子貼紙SWISE,能夠將手指輕觸薄膜的能量轉化為電磁波信號,毋須電池或電線,即可實現無線傳感技術,有望應用於智慧衣服、機械人技術等多方面,團隊下一步計劃與科技企業合作,將相關智能產品推出市場。

傳統的無線傳感技術分別由傳感、信號調製、無線傳輸、供能與能量管理,共4個模組組成,由於體積、柔性、能源消耗、成本等問題,限制了無線傳感技術的普及應用,加重維修成本及難度。由中大機械與自動化工程學系助理教授訾雲龍領導的研究團隊,利用智能物料設計電子貼紙SWISE,是一塊柔軟、可屈曲的電子薄膜,最薄只有95微米,不足2條頭髮寬度,並上述4個模組合而為一。SWISE利用納米摩擦發電技術,在放電過程產生位移電流,達至自行驅動的無線傳感。

傳統無線傳感系統(I)與無線傳感電子貼紙(SWISE)(II)相比,後者具有細小、輕薄、一體化等特點。(中大提供)

SWISE共有3層,中間為有兩個電極的金屬薄膜,外面則分別由摩擦起電層及基底層組成。當手指劃過電子貼紙表面的摩擦起電層時會產生摩擦電,並觸發放電效應,將手指動能轉化為電磁信號,實驗證明該電磁信號能在無外來供電下完成遠距離傳輸,最長可達30米,將來有望應用在智慧衣服、機械人技術、醫療、人機介面、體域傳感器網絡及虛擬實境等多方面。

訾雲龍表示,團隊反覆測試了SWISE傳感系統及其應用,如無線柔性鍵盤及智慧手環,結果反映它在無線傳感及遙控具備巨大的應用潛力,將有望革新智慧傳感及遙控技術,進一步推動香港智慧城市發展;而研究團隊正探討SWISE用於偵測氣體方面的潛力。

相關研究成果於國際知名期刊《科學進展》(Science Advances)刊登。研究團隊下一步將與科技企業合作,將相關智能產品推出市場。

另外,團隊亦研發出「反向電荷增強型類晶體管摩擦納米發電機(OCT-TENG)」,其功率遠超過往研究,有望足夠推動家用電器運作,提供另類可再生能源選項。