加州大学伯克利分校加速制造可拉伸可穿戴传感器

加州大学伯克利分校工程学院

使用新制造技术制造的超级电容器阵列比光刻更快、更便宜。（图片来源：何培生/加州大学伯克利分校）

加州大学伯克利分校的工程师开发了一种制造可穿戴传感器的新技术，使医学研究人员能够比现有方法更快地制作原型并测试新设计，成本也低得多。

这项新技术用 200 美元的乙烯基切割机取代了光刻技术（一种用于在洁净室中制造计算机芯片的多步骤工艺）。在攻读博士学位期间开发了这项技术的 Renxiao Xu 表示，这种新颖的方法将小批量传感器的制造时间缩短了近 90%，同时成本也降低了近 75%。伯克利大学机械工程专业。

研究人员经常使用可穿戴传感器来长时间收集患者的医疗数据。它们的范围从皮肤上的创可贴到器官上的可拉伸植入物，并利用复杂的传感器来监测健康或诊断疾病。

采用两种模式切割制造工艺制成的可拉伸“智能网格”。该设备可应用于皮肤汗液提取和传感。（图片来源：何培生/加州大学伯克利分校）

这些设备由称为互连的扁平线以及传感器、电源和天线组成，用于将数据传输到智能手机应用程序或其他接收器。为了保持完整的功能，它们必须随着其所安装的皮肤和器官进行拉伸、弯曲和扭曲，而不会产生会损害其电路的张力。

为了实现低应变灵活性，工程师使用“岛桥”结构。这些岛屿上装有刚性电子器件和传感器元件，例如商用电阻器、电容器和实验室合成的元件（例如碳纳米管）。桥梁将岛屿彼此连接起来。它们的螺旋形和锯齿形形状像弹簧一样伸展，以适应大的变形。

过去，研究人员使用光刻技术构建了这些岛桥系统，光刻技术是一种利用光在半导体晶圆上创建图案的多步骤过程。以这种方式制造可穿戴传感器需要洁净室和先进的设备。

新技术更简单、更快、更经济，特别是在制作医学研究人员通常需要测试的一到两打样本时。

该技术的描述已发表在 ACS Nano 上。目前在苹果工作的徐和机械工程教授兼伯克利传感器和执行器中心联席主任林立伟是主要研究人员。

如需了解更多信息，请联系 Sarah Yang：此电子邮件地址已受到垃圾邮件机器人保护。您需要启用 JavaScript 才能查看它。 510-643-6803。

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