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傳感新品
【廣西大學(xué)：研發(fā)可穿戴的摩擦電觸覺(jué)傳感器】
提供可見(jiàn)光反饋的觸覺(jué)傳感器在快速發(fā)展的可穿戴顯示器、電子皮膚和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域變得越來(lái)越重要。然而，傳感器信號(hào)的獲取、傳輸與表達(dá)仍然面臨很大挑戰(zhàn)。例如為了模擬真實(shí)的觸覺(jué)系統(tǒng)，一個(gè)覆蓋的機(jī)器人需要數(shù)千個(gè)皮膚傳感及反饋元件，如何構(gòu)建傳感器及電路布線引起了廣泛的研究興趣。很明顯，可視化觸覺(jué)傳感器仍然需要克服幾個(gè)顯著的障礙：傳感器的密度，供能方式，設(shè)備的便攜性以及生物兼容性。包括材料、人工智能等多個(gè)領(lǐng)域交叉融合的研究人員正在努力突破這些限制。
近日，廣西大學(xué)聶雙喜教授團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種新型的可視化觸覺(jué)傳感器，實(shí)現(xiàn)了無(wú)需外接電源的自供電觸覺(jué)反饋。為了使傳感器擺脫能耗的困擾，研究人員基于生物質(zhì)材料優(yōu)異的摩擦電特性，賦予此類(lèi)傳感器的自供電性能（開(kāi)路電壓可達(dá)1327 V）。隨后將其與可視化元件進(jìn)行有源矩陣集成，構(gòu)建了可以實(shí)現(xiàn)手部應(yīng)力強(qiáng)度反饋以及抓取狀態(tài)感知的可穿戴觸覺(jué)傳感器。
為了使設(shè)備更便于穿戴，傳感器的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能微小型化，這意味著傳感器的摩擦面積遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的摩擦納米發(fā)電機(jī)（TENG），通過(guò)微型TENG驅(qū)動(dòng)可視化元件（LED）相對(duì)困難。因此，采用折紙技術(shù)和表面工程的組合工藝構(gòu)造了具有多層堆疊結(jié)構(gòu)的類(lèi)X型TENG（X-TENG），充分利用材料的多維度摩擦電效應(yīng)。由于殼聚糖-NH 2和特氟龍-F的電子親和力不同，在觸摸應(yīng)力的作用下電子由殼聚糖摩擦層向特氟龍摩擦層轉(zhuǎn)移。通過(guò)外接感應(yīng)電極可以收集這種電子轉(zhuǎn)移過(guò)程，并連接LED實(shí)現(xiàn)手掌按壓的可見(jiàn)光反饋。
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