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鲁南姝团队攻破柔性压力传感器难关,人机交互更近一步。


  来源: 仪商网 时间:2021-10-12 编辑:仪器仪表WXF
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这几年来在压力传感器帮助下的柔性可穿戴设备监测血压、脉搏指日研究取得长足进步。但现有柔性压力传感器还有存在难以解决的问题:没有很好的办法能够解决压力和灵敏度之间的矛盾,高灵敏度与宽域工作范围无法兼得。即使是非常轻微的压力,都会使传感器的灵敏度大幅下降。



最近,毕业于清华大学现任德州大学奥斯汀分校(UT-Austin)天普基金会特聘终身教授的鲁南姝团队创新的第一个利用压阻-压容混合响应来承受压力而不显著降低灵敏度的传感器方法来填补这一空白。


鲁南姝课题组发明的“复合响应”压力传感器(hybrid response pressure sensor, HRPS)近期在 Advanced Materials 上发表。


鲁南姝课题组发明的“复合响应”压力传感器


该传感器是由一种超高孔隙率的导电纳米复合材料(porous nanocomposite,  PNC),超薄绝缘层(PMMA)以及 Au/PI 电极复合而成。其中,多孔纳米复合材料(PNC)由碳纳米管(carbon nanotube, CNT)掺杂的 Ecoflex 硅胶构成。通过导电的多孔状微结构与超薄绝缘层的结合,研究员们首次发现分布式压电电阻和压电电容的混合响应能够使得柔性压力传感器兼具高灵敏度和宽域工作范围。小至一种果蝇的重量(0.07 pa),大到人脚踏步所产生的压力(125 kPa),都可以被灵敏地感应到。


HRPS柔性压力传感器兼具高灵敏度和宽域工作范围


目前“复合响应”压力传感器HRPS主要展示在人体健康监测上的应用,鲁南姝团队正在研究如何将这种柔性传感器包裹在其他柔软物体上(如机器人手),使其具有人类皮肤的敏感性。通过模拟人类真实的触感,让机器人拥有通过触摸来识别物体的能力,最终实现人机交互的闭环:人体通过电子纹身实现与数字世界的链接,机器人则通过电子皮肤模拟人类感知环境。


实现人机交互


为此,她的团队将会一直围绕 “柔性生物电子系统”在以下四个方面展开研究:第一是柔性/可拉伸结结构力学研究、二维材料和纳米材料、制备工艺和转印技术、生物-电子界面。

关键词:鲁南姝 柔性压力传感器 HRPS    浏览量:1502

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