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一种具有多级结构的自驱动摩擦电触觉传感器,可实现0.23Pa的超低压力检测限

  我与爱情水土不服        2021-07-13 14:04:41

近期,河南大学程纲教授课题组在自驱动传感器件领域取得新进展,相关成果以“A stretchable self-powered triboelectric tactile sensor with EGaIn alloy electrode for ultra-low pressure detection”为题,在国际著名刊物Nano Energy(IF=17.881,JCR一区)上发表。

一种具有多级结构的自驱动摩擦电触觉传感器,可实现0.23Pa的超低压力检测限

自驱动触觉和压力传感器件是新型智能电子设备的关键组成部分,它可以无需外部电源即能准确感知各种外部物理刺激。随着在检测健康状况和运动表现等方面的潜在应用,自驱动触觉传感器引起了人们的广泛关注。然而,制造具有可拉伸性、灵活性和低检测限的自驱动触觉传感器来检测细微压力仍然是一个挑战。

一种具有多级结构的自驱动摩擦电触觉传感器,可实现0.23Pa的超低压力检测限

在这项工作中,依靠简单的制造工艺和低成本展示了一种具有多级结构的聚二甲基硅氧烷(PDMS)摩擦层和PDMS/镓铟合金(EGaIn)复合电极的自驱动摩擦电触觉传感器。基于电极材料的独特优势,该传感器实现了0.23Pa的超低压力检测限,而其理论计算的检测限更是达到了7mPa。于此同时,凭借着这种出色的传感特性,该自驱动摩擦电触觉传感器实现了对人体脉搏的监测。此外,由于摩擦纳米发电机的工作机制,这种自驱动的摩擦电触觉传感器在被拉伸和损坏的特殊工作状态下也表现出较高的传感优势。


自驱动摩擦电触觉传感器的传感原理以及其对人体脉搏的检测


实验室博士研究生王京京和崔鹏博士为论文共同第一作者,程纲教授和杜祖亮教授是本文的共同通讯作者。本工作得到国家自然科学基金委、河南省科技厅、中国博士后科学基金会和河南大学的经费支持。


来源:河南大学

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