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  技术专题    
下一代ISR传感器可像创可贴一样弯曲
作者:cmh        来源:国防科技信息网 
日期:2018-01-26    阅读次数:555
副标题:

        据 C4ISR网站 2018年1月9号报道,传统情报、监视和侦察传感器具有笨重的天线和大盒子,大盒子通常需要固定在某个地方。       
        美空军和美国哈佛大学韦斯生物启发工程研究所希望将这些传感器缩小至创可贴大小,创造一个新的可能性和传感器应用的世界。例如,想象一个传感器的电子元件可以数字化打印在薄的、可弯曲、可伸展的弹性材料片上。       
        美国空军研究实验室软材料分部科长麦克·杜尔斯达克说:“如果你可以将那些电子器件写在材料上,那么你可以在不增加新的重量的情况下获得情报、监视和侦察能力。”研究成果发表在《先进杂志》上。此外,美空军和美国哈佛大学韦斯生物启发工程研究所正在开发该技术的实际应用。美国空军设想了这些柔性传感器可能的使用范围。       
        纤细的弹性带子可以取代飞机上的体积庞大的箱子,空间和重量总是非常重要。此外,柔性传感器还可以降低维护成本并缩短维护周期。其他军事服务也可以从中受益。       
        美国空军研究实验室材料和制造理事会科学家丹·贝里根说:“柔性传感器可感应步兵的疲劳和运动,可以监测步态,或者看出某人的手臂是如何弯曲的。理解了这些之后,我们就能提供更高性能的装备,更好理解步兵的物理能力和限制。”       
        可印刷电子器件可能超出传感器范围:研究人员正在探索使用弹性介质印刷电路,以新方式产生能量的可能性。      
丹·贝里根说:“我们可以采用高性能太阳电池,并将其包裹在飞机机翼上,以利用更大的表面积补充电池能量,或者我们可以使用柔性材料将电池嵌入机翼。”       
        美国空军研究实验室的研究与商业领域正在展开的努力相一致,例如通过公私合作伙伴 NextFlex 联盟。该联盟成立于2015年,汇集了国防、工业和学术界的科学家,开展对柔性电子产品的研究。NextFlex联盟旨在创造出舒适的、可伸缩的智能产品,从而迎来“电子万能”时代,提升世界效率。       
        丹·贝里根说:“这完全是为了增加混合电子产品领域的制造能力。我们意识到,除了开展基础科学研究,我们还需要培养制造能力,将这些能力转化为器件和产品。”转化时间可能还要花几年的时间。3D打印将在一年内得到充分发展,以生成“印刷”电子元件,但在开发弹性介质方面还有一些材料科学工作要做。       
        研究结果表明,研究人员使用3-D打印机追踪导电、银注入热塑性聚氨酯,将微控制器芯片和发光二极管置于柔性衬底上。这是三维打印机首次利用单一工艺打印带有集成微电子元件的可伸缩传感器。       
        “从零开始,打印机建造了一个完整的可伸缩电路,这个电路将可印刷元件的机械耐久性与商用现货电子器件的可靠性相结合。在演示中,3-D打印机用来打印柔性、银注入热塑性聚氨酯的导电踪迹。       
        然后,采用拾取-放置方法将微控制器芯片和发光二极管置于柔性衬底,由一个空的打印机喷嘴和真空系统增强以创建混合系统。最终产品甚至在拉伸30%后仍能保持性能。       
        麦克•杜尔斯达克说:“这种传感器可能比采用的螺母和螺栓便宜,但真正的好处是传感器具有我们今天根本没有的能力。有些地方,现在不存在任何传感器,还有一些地方,这些传感器可以显著减轻下一代情报、监视与侦察的负荷。”    

    
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