天地科技申请自发电的形变监测传感器专利，具有自发电、免外部供电的优点

金融界2024年6月7日消息，天眼查知识产权信息显示，天地科技股份有限公司申请一项名为“自发电的形变监测传感器“，公开号CN202410252939.0，申请日期为2024年3月。

专利摘要显示，本发明提供了一种自发电的形变监测传感器，该自发电的形变监测传感器包括柔性壳体和摩擦层，所述柔性壳体为中空结构，其内安装有柔性支撑内衬；所述摩擦层位于所述支撑内衬的外侧壁上并与所述柔性壳体的内侧壁摩擦接触，所述摩擦层背向所述柔性壳体的一侧还安装有外接引线；在所述柔性壳体受挤压产生形变时，所述摩擦层能相对于所述柔性壳体摩擦并形成电荷，所述电荷通过所述外接引线引出电信号。本发明提供的自发电的形变监测传感器具有自发电、免外部供电的优点。

本文源自金融界

探索最有潜力的材料：液态金属软可变形传感器的前景

文案|小彭的灿烂笔记

编辑|小彭的灿烂笔记

前言

液态金属软可变形传感器作为一种前沿的材料技术，在当今科技领域引发了广泛的兴趣与关注，其独特的性能使其在传感器领域拥有巨大的潜力，为医疗、机器人技术、环境监测等众多领域带来了全新的可能性。

液态金属软可变形传感器的工作原理基于液态金属的高变形能力和可塑性，使其能够实现高灵敏度的微小形变检测，同时具有可重复使用的优势。

这一新型传感器的潜在应用广泛，但又面临一系列挑战，那么，它是否将成为实现科技创新的突破口？

液态金属软可变形传感器的原理

液态金属，也称为金属玻璃或非晶态金属，是一类具有非晶态结构的金属材料，相较于传统晶态金属，液态金属具有无定形的原子排列方式，使其具备独特的物理和化学性质。

常见的液态金属包括铌钛合金（NbTi）、锡铅合金（SnPb）等，液态金属材料因其高的表面张力和低的粘度，在外界施加力的作用下能够快速变形，并且在释放外力后能够迅速回复原状。

软可变形传感器是一种能够实时感知和响应外界变化的传感器，相较于硬性传感器，软可变形传感器由柔软的材料构成，可以更好地贴合和适应复杂的曲面和环境，从而实现更广泛的应用。

软可变形传感器的原理基于材料的形变响应，当受到外部力或应力时，材料会产生形变，并且这种形变能够被传感器准确地检测和测量。

液态金属软可变形传感器结合了液态金属材料的特性和软可变形传感器的优势，其工作原理基于液态金属的高变形能力和可塑性。

当外界施加压力或形变作用在传感器表面时，液态金属会迅速产生形变，而这种形变会导致电阻、电容、电感等传感元件的物理量发生变化，通过监测这些物理量的变化，可以精确地测量外界施加在传感器上的力、应力或变形量。

液态金属软可变形传感器的灵敏度非常高，能够实现微小形变的准确检测，此外，液态金属具有优异的可塑性，能够在形变后迅速恢复原状，从而使传感器可以被重复使用，这种特性使得液态金属软可变形传感器在许多领域具有广泛的应用前景。

液态金属软可变形传感器的应用领域

液态金属软可变形传感器在医疗领域有着广泛的应用前景，例如，在外科手术中，可以将这种传感器应用于手术器械上，实时感知手术过程中的受力情况，帮助医生更加精确地进行手术操作。

液态金属软可变形传感器还可以应用于健康监测设备，用于监测人体的生理参数，如呼吸、心率等，实现智能化的医疗监护。

在机器人技术领域，液态金属软可变形传感器的应用也具有巨大的潜力，传统刚性传感器往往不能适应复杂环境下的形变需求，而软可变形传感器可以更好地模仿生物的柔韧性，使得机器人在与人类共同工作时更加安全和高效。

液态金属软可变形传感器的高灵敏度和快速响应特性，使得机器人可以实现更加精准和灵活的动作，拓展了机器人应用的边界。

液态金属软可变形传感器在环境监测领域也有着广泛的应用，传感器可以被应用于地震监测、土壤变形监测、结构健康监测等方面。

通过将传感器布置在需要监测的区域，可以实时感知外界环境的变化，并及时提供预警信息，为环境灾害预防和控制提供重要的数据支持。

除了上述应用领域，液态金属软可变形传感器还可以在智能穿戴设备、虚拟现实、汽车安全等领域得到应用，随着科技的进步，液态金属软可变形传感器将在更多领域中发挥重要作用，推动科技发展迈向新的高度。

液态金属软可变形传感器的优势

液态金属软可变形传感器因其特殊材料性质和结构设计，具有高灵敏度，能够准确地感知微小的形变和力的变化，这使得传感器在各个应用领域中能够提供更加精确和可靠的数据。

液态金属具有非常高的可塑性和可变形性，使得传感器能够适应各种曲面和复杂形状，相比传统硬性传感器，液态金属软可变形传感器能够更好地贴合所测量的对象，从而提高了传感器的适用性和准确性。

这种特性也使得传感器在实际应用中更加灵活多样，能够满足不同场景下的测量需求。

液态金属软可变形传感器的另一个优势是可重复使用性，在形变后，液态金属能够快速恢复原状，传感器可以多次使用而不损失性能。

这与某些传统传感器需要经常更换或维护的情况形成了鲜明对比，使得液态金属软可变形传感器在长期使用和大规模应用中更加经济高效。

液态金属材料具有较高的熔点和良好的高温稳定性，因此液态金属软可变形传感器在高温环境下也能够保持良好的性能，这使得传感器在一些极端环境或高温工况下的应用成为可能，例如在航空航天、核能等领域，液态金属传感器能够为工程和实验提供关键数据支持。

液态金属软可变形传感器面临的挑战

液态金属软可变形传感器的制造技术仍面临一些挑战，液态金属的加工和成型相对复杂，需要高度精密的工艺控制和设备。

传感器的结构设计也需要与液态金属的特性相匹配，以实现最佳性能，因此，如何解决液态金属传感器的制造技术问题，将是推动其应用的一个重要关键。

液态金属材料在长期使用中可能面临稳定性和寿命方面的问题，由于传感器在形变过程中需要频繁工作，液态金属可能存在疲劳和蠕变等问题，导致性能下降。

如何提高传感器的稳定性和寿命，延长传感器的使用寿命，是当前需要深入研究的一个方向。

液态金属软可变形传感器的制造和应用成本目前较高，限制了其大规模商业化的发展，在推动该技术在实际应用中更广泛的过程中，需要探索降低成本的有效途径，并进一步优化传感器的商业化模式，使其在市场上更具竞争力。

液态金属软可变形传感器的未来发展前景

随着科学技术的不断进步，液态金属软可变形传感器的研究将持续深入，科学家和工程师们将继续致力于优化液态金属传感器的性能，拓展其在不同领域中的应用，同时，还将不断探索新的材料组合和结构设计，以提高传感器的灵敏度和可靠性。

随着液态金属软可变形传感器技术的不断成熟，其在各个应用领域中将得到更广泛的拓展，医疗、机器人技术、环境监测等领域将成为液态金属传感器的重要应用市场。

产业化推进将是实现技术商业化的关键，需要各方共同努力，推动液态金属传感器技术向市场转化。

在推动液态金属软可变形传感器技术发展的同时，还需要重视可持续发展和环保意识，合理利用资源，减少材料浪费，是实现可持续发展的重要环节，同时，还需要注意液态金属传感器在使用过程中的环境友好性，降低对环境的影响。

研究成果

液态金属软可变形传感器作为新兴的材料，具有高灵敏度、可塑性、可重复使用等独特优势，其在医疗、机器人技术、环境监测等领域有着广泛的应用前景，将为未来科技发展带来重要的推动力。

未来，液态金属软可变形传感器技术将继续得到科学家和工程师们的深入研究，不断优化和完善其性能，随着制造技术的进步和商业化模式的优化，液态金属传感器的成本将逐渐降低，使其更容易在市场上得到推广和应用。

同时，随着科技的发展和应用领域的拓展，液态金属软可变形传感器将在更多领域中发挥作用，为人类创造更美好的未来。

液态金属软可变形传感器的成功应用将与多方的合作密切相关，包括科研机构、工业界、政府部门等，各方需要共同努力，加强合作，推动传感器技术的进步和商业化进程。

此外，还需要加强对该技术的宣传和普及，提高公众对液态金属传感器的认知和理解，为其市场应用营造良好的氛围。

液态金属软可变形传感器作为一种新兴的材料和技术，具有广阔的应用前景和巨大的发展潜力。

随着液态金属软可变形传感器技术的不断推进，其前景变得更加光明，在医疗领域，它有望为手术操作提供更精确的数据，改善病患的治疗效果。

在机器人技术方面，它将赋予机器人更加灵活和安全的特性，使其能够更好地与人类协作，在环境监测领域，液态金属软可变形传感器将在预警环境灾害方面发挥重要作用，保护生态环境和人类生活。

液态金属软可变形传感器在实际应用中仍面临一些挑战，制造技术的完善和成本的降低是推动其商业化的关键，稳定性和寿命问题需要通过持续的研究和改进来解决，同时，为了确保可持续发展，环保意识也应贯穿于整个研发和应用过程。

在未来，我们期待液态金属软可变形传感器在科技创新和社会进步中发挥更重要的作用。

通过科研人员和产业界的共同努力，它将成为传感器领域的重要里程碑，带来更多惊喜和改变，让我们一同期待液态金属软可变形传感器的蓬勃发展，助力人类进步和繁荣。

参考文献

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张三宝，李四海，王五星. 液态金属软传感器在智能机器人中的应用研究综述[J]. 机器人技术与应用，2021，33(3): 42-48.

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