近日,北京林业大学材料学院生物质催化转化团队研究成果以“Instantaneous tiltmeter triggered by dynamic wetting behavior”为题发表于国际顶级学术期刊《Advanced Materials》(影响因子:27.4)。
倾角传感器是一种用于监测物体相对于水平位置倾斜角度的设备,广泛应用于工程结构监测、地质勘探、地震监测、天文观测和导航等专业领域,同时也在智能手机、平板电脑和无人机等大众设备中发挥重要作用。目前,倾角传感器的市场规模达到每年2.16亿美元,预计未来五年内市场增长率将达到8.52%。传统的“摆”式倾角计因体积大、信号响应滞后等问题,限制了其在动态倾角监测中的应用。
针对本领域的技术难点,本团队受到植物麦芒各向异性结构的启发,首次提出了基于动态浸润机制的高精度倾角传感器。将液态金属束缚在具有麦芒反结构的微流道内,实现了即时倾角监测功能,其分辨率高达0.05°,响应速度达0.11秒。在此基础上,团队进一步开发了一种基于倾角计的扫描系统(轮廓仪),在水平扫描范围内可达200 cm²,深度方向可达1 cm,为植物生长状态的远程实时监测提供了新的思路。
北京林业大学材料学院博士研究生展飞和中科院理化所博士研究生李楠为论文第一作者,宋国勇教授和王磊副教授为通讯作者,中国科学院理化所刘静研究员提供了大力支持,北京林业大学为第一完成单位。
该研究得到了中央高校基本科研业务费专项资金(BLX202343)的资助。