微纳电子学研究院张海霞教授课题组在多功能电
分类:信息科学

澳门新葡8455最新网站,近日,北京大学信息科学技术学院微纳电子学研究院张海霞教授课题组与前沿交叉学科研究院陈东敏教授课题组合作,通过传统压阻传感机制与新型摩擦传感机制的有机结合,实现了在同一器件上同时检测大小、方向不同的弯曲和正压力,大大提升了器件集成度。

作为覆盖人体最大的器官,皮肤在保护人体的同时,其内部庞大的传感网络可实时检测压力、温度等多种物理信号,是人体与外界交互最重要的方式之一。电子皮肤通过模拟人体皮肤的物理特性和传感功能,在可穿戴设备、生物医疗以及机器人领域有着广阔的应用前景,日益受到各界广泛重视。如何在有限的空间内集成更多功能,成为该领域急需解决的关键问题。

联合课题组一方面结合海绵材料的多孔特性与碳纳米管的高长宽比特性,设计出特殊的器件结构,从而可同时对弯曲的大小和方向加以检测;另一方面,针对电阻信号在弯曲和压力作用下所出现的信息混淆,独创性地利用摩擦起电原理,有效利用静电感应信号,准确分离压力信号和弯曲信号,从而极大提高多功能器件的检测精确性,实现全方向的高灵敏度检测,应用领域得以拓展。相关研究成果以《基于可拉伸的碳纳米管-聚氨酯海绵的全方向弯曲和压力传感器》为题,于2016年12月初在线发表于材料科学领域重要期刊《先进功能材料》;博士研究生陈号天为第一作者,张海霞、陈东敏为通讯作者。

近日,北京大学信息科学技术学院微纳电子学研究院张海霞教授课题组在材料能源领域重要期刊《纳米能源》(Nano Energy)上发表了题为《基于摩擦滑动传感和多孔压阻探测的仿指尖电子皮肤》(Fingertip-inspired electronic skin based on triboelectric sliding sensing and porouspiezoresistive pressure detection)的学术论文(DOI: 10.1016/j.nanoen.2017.08.001)。论文第一作者为北大前沿交叉学科研究院博士研究生陈号天,张海霞为通讯作者。

在多功能电子皮肤研究方向上,张海霞课题组长期致力于以静电摩擦电信号为主的多参数高灵敏度主动式传感研究,解决了原有结构复杂、稳定性差等挑战性问题;此前成功研发采用模拟定位方法的自驱动柔性透明多功能电子皮肤和采集人体运动能量的高灵敏度可穿戴器件,系列成果陆续发表于《美国化学会?纳米》、《纳米能源》、《先进材料》、《先进电子材料》等主流期刊,开启了静电摩擦发电机在主动式电子皮肤集成多功能检测的新篇章,具有广阔的应用前景。

课题组以人类指纹结构为突破口,以人体皮肤传感机制和结构为启发,通过研究皮肤传感生理机制和手指生理结构,创造性地将摩擦式动态传感与压阻式静态传感加以结合,设计了一种基于指纹结构的新型多功能电子皮肤;模仿指纹结构设计双螺旋电极的摩擦发电机,通过摩擦电压输出频率检测滑动物体的粗糙度,首次提出了数字式的摩擦检测方案;模仿真皮结构制备多孔碳纳米管/聚二甲基硅氧烷(CNT-PDMS),通过接触电阻变化检测压力大小,合理调控纳米导电网络及多孔率,可大幅提升压阻传感灵敏度。同时电子皮肤集成动态滑动检测和静态压力检测的功能,体现了该多功能电子皮肤在执行复杂任务的强大能力,显示了其在机器人传感领域的巨大潜力。

以上研究工作得到国家自然科学基金、国家重大科学研究计划、北京市科技计划、北京市自然科学基金等支持。

相关研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、北京市科技计划、北京市自然科学基金等资助。

编辑:安宁

本文由澳门新葡8455最新网站发布于信息科学,转载请注明出处:微纳电子学研究院张海霞教授课题组在多功能电

上一篇:关于深化项目评审,分类推进本市科技人才评价 下一篇:没有了
猜你喜欢
热门排行
精彩图文