我國科學家設計了一種超靈敏雙信號響應的電子皮膚

日期： 2023年05月12日　14:14 來源：科技部生物中心  　

近年來，科學家對電子皮膚的研究已經(jīng)超出了模仿人類皮膚的范圍，開發(fā)出更多迷人的功能，如通過整合應變和壓力刺激的交互式可視化來超越人類的感官功能。近期，香港理工大學的研究人員設計了一種能夠通過人類可讀結(jié)構(gòu)色的交互反饋來響應復雜刺激的柔性光學/電學皮膚（OE-Skin）。研究成果發(fā)表在《ACS Nano》期刊，論文的標題為“Mechanochromic Optical/Electrical Skin for Ultrasensitive Dual-Signal Sensing”�！　�

該研究團隊通過模仿變色龍的結(jié)構(gòu)顏色和蜘蛛的微裂紋結(jié)構(gòu)，設計了一種高靈敏度的光/電雙信號電子皮膚（OE-Skin），其能準確檢測并交互反饋拉伸應變、正常壓力和復雜的觸覺感知。OE-Skin由一個離子電極、一個彈性介電層、一個含有光子晶體的色差層和一個導電的碳納米管/MXene層組成。電極/電介質(zhì)層起到電容式壓力傳感器的作用。嵌入在明膠/聚丙烯酰胺可拉伸水凝膠膜中的氧化鐵−碳磁陣列機械色子晶體可以對平面內(nèi)的拉伸和正常壓力做出反應，實現(xiàn)從暗紅色（680 nm）到紫色（430 nm）的全可見光譜中發(fā)出明亮的顏色切換光學信號。底層的微裂紋導電層用于超靈敏的應變感知，在300%應變的寬工作范圍內(nèi)，其靈敏系數(shù)（GF）高達191.8。多層OE-Skin為電容式壓力感知提供了超快、準確的響應，檢測極限低至65 Pa，反應速度快至126 ms，并能穩(wěn)定運行5000次；同時，通過整合光學結(jié)構(gòu)顏色的空間分布以及電阻和電容的電信號，OE-Skin能夠以較高的時空分辨率和定量的電學數(shù)字化來可視化復雜變形的應力分布�！　�

該研究提出的OE-Skin為下一代多功能傳感器設計提供了一種新的思路�！　�

注：此研究成果摘自《ACS Nano》雜志，文章內(nèi)容不代表本網(wǎng)站觀點和立場，僅供參考。