河南大學(xué)開發(fā)具有超低壓力檢測限自驅(qū)動摩擦電觸覺傳感器

近期，程綱教授課題組在自驅(qū)動傳感器件領(lǐng)域取得新進(jìn)展，相關(guān)成果以“A stretchable self-powered triboelectric tactile sensor with EGaIn alloy electrode for ultra-low pressure detection”為題，在國際著名刊物Nano Energy (IF=17.881, JCR一區(qū))上發(fā)表。

自驅(qū)動觸覺和壓力傳感器件是新型智能電子設(shè)備的關(guān)鍵組成部分，它可以無需外部電源即能準(zhǔn)確感知各種外部物理刺激。隨著在檢測健康狀況和運(yùn)動表現(xiàn)等方面的潛在應(yīng)用，自驅(qū)動觸覺傳感器引起了人們的廣泛關(guān)注。然而，制造具有可拉伸性、靈活性和低檢測限的自驅(qū)動觸覺傳感器來檢測細(xì)微壓力仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。在這項(xiàng)工作中，依靠簡單的制造工藝和低成本展示了一種具有多級結(jié)構(gòu)的聚二甲基硅氧烷(PDMS)摩擦層和PDMS/鎵銦合金(EGaIn)復(fù)合電極的自驅(qū)動摩擦電觸覺傳感器?；陔姌O材料的獨(dú)特優(yōu)勢，該傳感器實(shí)現(xiàn)了0.23Pa的超低壓力檢測限，而其理論計(jì)算的檢測限更是達(dá)到了7mPa。于此同時(shí)，憑借著這種出色的傳感特性，該自驅(qū)動摩擦電觸覺傳感器實(shí)現(xiàn)了對人體脈搏的監(jiān)測。此外，由于摩擦納米發(fā)電機(jī)的工作機(jī)制，這種自驅(qū)動的摩擦電觸覺傳感器在被拉伸和損壞的特殊工作狀態(tài)下也表現(xiàn)出較高的傳感優(yōu)勢。

自驅(qū)動摩擦電觸覺傳感器的傳感原理以及其對人體脈搏的檢測

實(shí)驗(yàn)室博士研究生王京京和崔鵬博士為論文共同第一作者，程綱教授和杜祖亮教授是本文的共同通訊作者。本工作得到國家自然科學(xué)基金委、河南省科技廳、中國博士后科學(xué)基金會和河南大學(xué)的經(jīng)費(fèi)支持。