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新材料新工艺助力传感器微型化智能化

2016-10-03 00:11
水墨黯月
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   传感器是自动控制和信息系统的核心器件,是物联网(IOT)的关键技术基础,以移动互联网+、物联网、大数据、云计算为代表的新一代信息技术,正在重塑信息产业生态链,推动信息化与工业化深度融合,拉开新产业革命的序幕。从信息系统结构要素来看,第三次信息化浪潮将进一步解决信息采集问题,加快完善信息系统的基础构架,解决系统短板问题,从真正意义上进入传感器时代。

  传感器技术作为信息技术的基础与三大支柱之一,受到世界发达国家的高度关注和竞相追逐研究。随着对信息检测的精度和准确度越来越高,传统的传感器已经不能满足新形势的需求,因此在世界范围内,利用现代科学技术,研究开发了各类新型传感器和敏感功能材料。同时,由于在制造中引入了微细加工技术和纳米技术等先进工艺,使得传感器技术得到飞速发展,并取得了可喜的成就。

  未来传感器技术的发展趋势主要体现在四个方面。一是新原理、新材料、新工艺的研发和应用。其中,最近热门的仿生传感器的设计理念主要涵盖两部分,即敏感机制的仿生,包括敏感材料与敏感原理的仿生设计,以及传感器功能的仿生。仿生敏感材料(也被称为仿生智能材料)与仿生原理是发展仿生传感器的基石与核心,直接决定了仿生传感器技术的应用价值。另外,纳米材料、石墨烯、氮化硅、记忆材料、复合材等新材料以及MEMS+NEMS+薄膜技术的创新工艺也被业界所广泛关注。

  二是集成化、小型化与多功能。目前,各种集成化芯片不断出现,而企业也面临着低成本设计(MEMS工艺技术)、多功能复合(多参数融合)、新市场拓展及配套应用(物联网代替移动智能设备)、价格压力等多方面的挑战。

  三是柔性化。在可穿戴设备2.0时代,穿戴计算和贴身智能成为设计方向。但是目前可穿戴设备更多的是形态上的变化,无论是产品实用性,还是抗冲击、防盐防水、卫生、轻便柔软舒适和交互方面,可穿戴设备还有很长很长的路要走。这其中很大的一个制约因素就是制造材料限制。

  四是智能化与网络化。智能式传感器就是一种带微处理机的,兼有信息检测、信息处理、信息记忆、逻辑思维与判断功能的传感器。从构成上看,智能传感器是一个典型的以微处理器为核心的计算机检测系统,能实现自诊断、自校准、逻辑判断、统计处理、自适应、自调整、记忆、存储、数据通讯等多方面功能。传感器网络也是当前国际上备受关注的、由多学科高度交叉的新兴前沿研究特点领域,具有十分广阔的应用前景。

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