自供电可伸缩温度计可集成到软体机器人智能服装中

下一代软机器人、智能服装和生物相容性医疗设备将需要集成的软传感器，这些传感器可以随着设备或佩戴者伸展和扭转。挑战：传统传感中使用的大多数组件都是刚性的。

现在，哈佛大学约翰A.保尔森工程与应用科学学院(SEAS)的研究人员开发了一种柔软、可拉伸、自供电的温度计，可以集成到可拉伸的电子设备和软机器人中。

“我们开发了具有高灵敏度和快速响应时间的软温度传感器，为在医疗保健、工程和娱乐领域创建新的人机界面和软机器人开辟了新的可能性，”AllenE.和MarilynM.Puckett教授索志刚说SEAS的力学和材料学博士，该论文的高级作者。

该研究发表在《美国国家科学院院刊》上。

温度计由三个简单的部分组成：电解质、电极和将两者分开的介电材料。电解质/电介质界面积累离子，而电介质/电极界面积累电子。两者之间的电荷不平衡会在电解质中形成离子云。当温度变化时，离子云会改变厚度并产生电压。电压对温度敏感，但对拉伸不敏感。

“由于设计非常简单，因此根据应用的不同，定制传感器的方法有很多，”SEAS博士后研究员、该论文的第一作者YechengWang说。“您可以选择不同的材料，以不同的方式排列并针对不同的任务进行优化。”

通过以不同的配置排列电解质、电介质和电极，研究人员开发了四种温度传感器设计。在一项测试中，他们将传感器集成到一个软夹具中，并测量了一个热煮鸡蛋的温度。传感器比传统的热电温度计更敏感，可以在大约10毫秒内对温度变化做出响应。

“我们证明了这些传感器可以做得更小、更稳定，甚至是透明的，”王说。

根据所使用的材料，温度计可以测量高达200摄氏度或低至-100摄氏度的温度。

“这个高度可定制的平台可以带来新的发展，以实现和改善万物互联，”索说。

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