柔性物理或化學(xué)傳感器10大最新研究成果

　　4. Advanced Materials：可拉伸摩擦電-光智能皮膚用于觸覺(jué)和手勢傳感

　　智能皮膚作為仿生機器人與外部環(huán)境之間的媒介，需要具備可拉伸性和觸覺(jué)傳感特性，以及測量多種外部機械刺激的能力。近年來(lái)，已有多種基于壓力傳感器的智能皮膚被開(kāi)發(fā)應用于觸覺(jué)傳感，但由于缺少可拉伸性和橫向拉伸傳感的特性，大大限制了這些人造智能皮膚的功能和應用。此外，一些動(dòng)物皮膚可以通過(guò)改變顏色和發(fā)光強度進(jìn)行交流和偽裝，所以具備可調節的光學(xué)特性對于智能皮膚也具有重要的意義。中科院北京納米能源與系統研究所張弛研究員和王中林院士領(lǐng)導的科研團隊研發(fā)了一種可拉伸的摩擦電-光智能皮膚(STPS)，它能為機械手提供多維度的觸覺(jué)和手勢傳感。STPS基于仿生皮膚褶皺的光柵結構薄膜，可以在不同的橫向拉伸應變下表現出可調的聚集誘導發(fā)光(AIE)。同時(shí)，也可以作為摩擦納米發(fā)電機(TENG)，將開(kāi)路電壓用于縱向壓力傳感，并且在不同的拉伸條件下壓力傳感特性保持穩定。通過(guò)將STPS集成在機械手上作為共形的覆蓋層，STPS表現出了多維度的觸覺(jué)傳感和手勢翻譯特性。這種耦合了摩擦電與光激發(fā)的多功能傳感終端，將在人機交互、軟體機器人和人工智能等領(lǐng)域有著(zhù)廣泛的應用前景。

　　5. Adv. Funct. Mater.：一種監測人體運動(dòng)的自吸能觸覺(jué)電子皮膚

　　皮膚作為人體最大的器官，在人體和外界環(huán)境的相互作用過(guò)程中扮演了重要角色。隨著(zhù)健康監測和人機交互的需求增加，高靈敏、多功能人造皮膚模擬人體皮膚的傳感性能吸引了全世界的興趣。到目前為止，已經(jīng)發(fā)展了壓阻、壓電、摩擦和電容型電子皮膚。其中，由于壓阻型傳感器制備簡(jiǎn)單、高靈敏和低成本優(yōu)點(diǎn)，有望成為最有前景的電子皮膚。最近，為了模擬人類(lèi)皮膚的功能，更多工作致力于發(fā)展多功能壓阻型電子皮膚。到目前為止，這些工作都是關(guān)注皮膚的傳感特性，而忽視了皮膚其它的功能。尤其，復雜結構的皮膚具有抵抗外部傷害，保護人體的功能。這里，研究人員將銀納米線(xiàn)植入PET和復合聚合物之間，制備了一種具有多種傳感特性和防護功能的電子皮膚。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)宣守虎副教授和長(cháng)安大學(xué)尹冠生教授(共同通訊作者)研究小組通過(guò)組裝Ag納米線(xiàn)、聚酯(PET)膜和SST/PDMS基體構建了具有吸能防護和多功能傳感特性的電子皮膚。這種具有高阻尼的電子皮膚可以抵消720 到 400 N的沖擊力，并且也可以探測人體運動(dòng)。

　　6. Adv. Mater.： 拉脹機械超材料用于增強拉伸應變傳感器的靈敏度

　　可拉伸的應變傳感器，在可穿戴器件、軟性機器人、電子皮膚、物聯(lián)網(wǎng)中起著(zhù)關(guān)鍵作用。然而，這些應用常常要求在各種各樣應變下能夠探測到細微的應變，低靈敏度限制了其進(jìn)一步發(fā)展。 這主要是由于傳統應變傳感器的泊松效應，即拉伸彈性體基底沿著(zhù)縱向方向拉伸，而在橫向方向上壓縮。在可拉伸的應變傳感器中，拉伸分離了活性材料并有助于靈敏度，而泊松壓縮則將活性材料擠壓在一起，從而在本質(zhì)上限制了靈敏度。因此，調節和減少拉伸下的傳統橫向泊松壓縮是增強應變傳感器靈敏度的關(guān)鍵問(wèn)題。近日，南洋理工大學(xué)的陳曉東教授和A*Star的劉壯健發(fā)表了題為“Auxetic Mechanical Metamaterials to Enhance Sensitivity of Stretchable Strain Sensors”的文章，文中作者利用拉脹機械超材料負的結構泊松比，可在兩個(gè)方向2D拉伸的特性，將其嵌入可拉伸的應變傳感器，從而顯著(zhù)提高了應變傳感器的靈敏度。相比于傳統的傳感器，靈敏度提高了24倍。