北京纳米能源所基于微笼结构的超低串扰触觉传感阵列

聚焦科技前沿,荟萃顶刊文章,学习、思考、进步!

版主: none

回复
头像
none楼主
论坛支柱
论坛支柱
帖子: 10518
注册时间: 7月 22, 2022, 1:46 pm

北京纳米能源所基于微笼结构的超低串扰触觉传感阵列

帖子 none楼主 »

北京纳米能源所基于微笼结构的超低串扰触觉传感阵列

大规模高密度的柔性传感阵列对于触觉探测而言非常重要,但此类器件中通常存在较大串扰,这将大大削弱触觉探测的精度。漏电、击穿或者外界电磁干扰等串扰通常可借助电子元件以及后端信号处理来避免,但柔性器件中由于形变而产生的机械串扰则无法使用上述方法来消除。这种机械串扰有时可用来增强局部刺激,但其也需要大量的数据分析才能实现精准的定位功能,因此,设计新型的器件结构以减少传感器像素点之间的机械串扰是非常有必要的。

中科院北京纳米能源与系统研究所王中林院士、翟俊宜研究员、潘曹峰研究员团队制备了一种高精度光网状应变限制薄膜(prslPDMS),其可用于制备超低串扰的可拉伸触觉传感阵列。借助于prslPDMS层可构筑微笼结构的传感器,微笼结构内部可用于触觉传感,边界可隔绝不必要的力学串扰以实现精准的触觉感知,具有局部应变限制效应。相较于传统的柔性电子器件而言,可使像素形变溢出减少90.3%。prslPDMS层夹在Ag NFs电极以及微结构石墨烯电极之间,不仅确保了堆叠结构不会发生分离,同时也能为器件在弯曲或者拉伸状态下提供传感间隙。此外,可通过设计不同的prslPDMS层厚度或者电极微结构来调整传感器的灵敏度以及压力探测范围。研究表明传感器具有良好的压力分辨率,即使在弯曲状态下也能分辨1 g的重量,并可检测人体不同状态下(饮酒、运动和休息)的脉搏或分析不同的抓握姿势。相应的传感器这列可实现清晰的压力成像分布,串扰隔离度可达到33.41 dB,并可贴附与手上实现了良好的人机交互功能。进一步的仿真分析也表明,基于该微笼结构的器件在像素分辨率超过4000 ppi的情况下仍具有较高的串扰隔离度(22.43 dB),表明其在可穿戴电子、软体机器人和人机交互方面具有广泛的应用前景。该工作以“Localizing Strain via Micro-Cage Structure for Stretchable Pressure Sensor Arrays with Ultralow Spatial Crosstalk”为题发表于《Nature Communication》。

总之,本工作将苯甲酮掺杂到PDMS中可制备网状的局部应变限制薄膜(prslPDMS),该薄膜可黏附上下电极以形成微笼结构。其可大大减少传感器中的形变溢出,克服了柔性电子器件中力学串扰对精准测量的干扰。对微笼结构内进行不同的设计可实现对传感器灵敏度以及检测范围的调控,使得传感器具有足够的压力分辨率以检测微小重量或人体脉搏。相应的柔性触觉传感器阵列亦可有效分辨密集的多点刺激,实现高空间分辨率的压力分布成像。这种局部应变限制薄膜以及微笼结构设计可为精准的触觉探测提供新的研究思路,并期望在未来应用于多功能的柔性电子器件中。

论文链接

https://www.nature.com/articles/s41467-023-36885-3
dreamig
论坛精英
论坛精英
帖子: 6594
注册时间: 7月 26, 2022, 10:43 pm

Re: 北京纳米能源所基于微笼结构的超低串扰触觉传感阵列

帖子 dreamig »

纳米能源所是个造假基地吧
头像
none楼主
论坛支柱
论坛支柱
帖子: 10518
注册时间: 7月 22, 2022, 1:46 pm

Re: 北京纳米能源所基于微笼结构的超低串扰触觉传感阵列

帖子 none楼主 »

这样说不太好。你要有证据。
dreamig 写了: 3月 10, 2023, 8:42 am 纳米能源所是个造假基地吧
头像
none楼主
论坛支柱
论坛支柱
帖子: 10518
注册时间: 7月 22, 2022, 1:46 pm

Re: 北京纳米能源所基于微笼结构的超低串扰触觉传感阵列

帖子 none楼主 »

这样说不太好。你要有证据。
dreamig 写了: 3月 10, 2023, 8:42 am 纳米能源所是个造假基地吧
回复

回到 “前沿科技(Frontier)”