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上海高研院团队重要进展:3D打印制备新型电子皮肤传感器

放大字体  缩小字体 发布日期:2021-06-17 10:43:46   来源:新民晚报  浏览次数:2434  
核心提示:近日,中国科学院上海高等研究院研究员曾祥琼领衔的团队,在基于碳材料的3D打印柔性触觉传感器件的研究中取得重要进展,研究成果
        近日,中国科学院上海高等研究院研究员曾祥琼领衔的团队,在基于碳材料的3D打印柔性触觉传感器件的研究中取得重要进展,研究成果发表在国际知名期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》上。这项工作为可穿戴式传感提供了新途径,为电子皮肤的发展提供了新思路。


电子皮肤是通过电学信号的集成与反馈来模拟人体皮肤感受外界刺激(压力、温度、湿度)的新型电子器件。在过去几十年中,电子皮肤因在智能机器人、健康监测、可穿戴设备和人机交互方面具有广阔的应用前景而备受全球瞩目。在电子皮肤的各种感知功能中,触觉感知功能尤为重要。

在此背景下,研究团队通过模拟人体皮肤的结构和传感机制,创造性地将聚二甲基硅氧烷(PDMS)微球与石墨烯相结合,设计了一种具有指纹微结构的新型多功能电子皮肤;提出了一种石墨烯-PDMS微球油墨3D打印制备柔性传感器的方法。

传感性能研究发现,所构建的电子皮肤传感器不仅对压力具有灵敏响应,而且能有效反馈摩擦力的大小;利用传感器这一特性可以区分出具有不同微米级粗糙度的表面,从而实现对物体表面的微观形貌、硬度等信息的有效区分和识别。通过风载实验,进一步验证了所构建的石墨烯-PDMS微球触觉传感器对气体等流体也具有有效的响应。这表明所构建的石墨烯-PDMS微球触觉传感器不仅可以用于对不同粗糙度表面的检测,而且还可用于气流监测、声音检测等。

 
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