材料科技｜报国为民
聚四海科技英才 · 发黄埔材料先声
材料是人类赖以生存和发展的物质基础，也是当代文明的三大支柱之一。科技的不断发展对材料提出了越来越高的需求，不仅要求其具有一定的性能，而且要求其具有特殊的光、电、磁等功能。随着材料结构与功能的结合与发展，一些材料显示出了一定的“智能”，表现出性能、功能和信息的综合行为。
图1
1989年，日本学者高木俊宜在筑波科学城召开的“关于智能材料的国际研讨会”会议上作了有关智能材料 (intelligent materials)概念的演讲，并正式形成了智能材料的概念。
智能材料是指能够对应力、温度、湿度、pH值、电场、磁场、光照或化学化合物等外部刺激做出响应，并以特定的方式改变其形状、颜色、光、电、磁性质和运动状态等特性的一类材料。
图2
智能材料包括很多类型，例如：传感材料，在外界刺激的作用下改变自身光学或者电学性能等；形状记忆材料，可以通过温度变化引发形状变化或恢复。材料的智能化是材料科学向前发展的必然结果，也是信息技术与材料科学融合的自然产物，代表了材料科学发展的新动向和新水平。
目前，智能材料与智能结构的研究和应用已经由军事、航空航天等特殊领域逐渐扩展到生物医药、土木建筑、工程应用以及生活用品等与人们生活息息相关的领域，材料智能化的概念也深刻的改变着人们在材料设计、制造和应用方面的思维方式。
图3
● 柔性传感材料
作为智能材料的重要组成部分，柔性传感材料能够将外界刺激转变为电学或者光学信号，从而监测环境和特定刺激的变化，可用于制备温度传感器、力学传感器、化学传感器和生物传感器等。
可穿戴智能传感器是指能够对人体产生的信号进行检测的一类柔性智能电子器件，在人体健康监测、人机交互、人造皮肤等领域极具应用潜力。
可穿戴智能传感器有多少大类啊？
根据检测信号的不同，可穿戴智能传感器可分为物理传感器和化学传感器两大类型。
物理传感器
物理传感器包括：温度传感器、应力传感器和应变传感器等，可对人体温度、血压、脉搏、皮肤应力等与人体健康相关的物理参数进行测量、记录和监测，或者对运动状态、肢体动作、手势和表情等人体活动进行响应，实现人机交互。
图4
化学传感器
化学传感器主要包括：离子传感器，pH值传感器和生物传感器，能够测量人体体液中H+、Na+、K+、Ca2+、Fe3+、NH4+等离子浓度，或者对人体血糖含量、乳酸含量、DNA、抗体进行生物检测和分析，更好的实现人体健康状态的监测以及疾病的预防和诊断。
在实际的应用中，不仅仅需要对单一类型信号进行响应的传感器，更需要能够对多种类型信号同时响应的多功能传感器。
图5
作者：黄埔材料院 柔性触觉传感器 张通
编辑：行政管理部
中科院长春应化所黄埔先进材料研究院柔性触觉传感器团队致力于柔性触觉传感器研究，目前在高灵敏度柔性触觉传感器的设计、批量制造及健康监测等领域取得了系列进展。
图片来源：
[1]https://www.nickel-titanium.com/smart-materials-2/；
[2]https://www.nickel-titanium.com/smart-materials-2/；
[3]https://wittysparks.com/3d-and-4d-technology-a-billion-dollar-market/；
[4]https://materialdistrict.com/article/smart-materials-for-architecture/#moved；https://xclgl.gdut.edu.cn/info/1086/1046.htm；
https://www.thehansindia.com/posts/index/Hans/2016-04-19/Tattoo-like-e-skin-turns-your-body-into-digital-screen/222469；
https://advancedtextilessource.com/2019/05/20/soft-robotics-presentation/；
https://www.sensorexpert.com.cn/article/10703.html；
[5]https://www.hkic.com/news/198_7.html