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柔性应变传感器研究现状(用于应变传感器阵列的可拉伸)

柔性应变传感器研究现状(用于应变传感器阵列的可拉伸)(蓝海星)

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受美国空军研究办公室和韩国国家研究基金会资助,斯坦福大学与庆熙大学的研究人员合作,通过将聚合物半导体和自修复弹性体混合,研制出一种可拉伸、自修复且对应变敏感的半导体薄膜。

为满足未来电子皮肤的应用要求,用于电子皮肤的传感设备需具有可伸缩的、自修复等特性。研究人员将有机半导体(平均分子量为29 kDa的DPP-TVT-PDCA)与绝缘弹性体(PDMS-PDCA-Fe,其中PDMS-PDCA与Fe的摩尔比为1:2)以质量比1:5溶于氯苯中,经过滤干燥后得到半导体薄膜。聚合物半导体和绝缘弹性体中都含有金属-配体动态键合位点,金属配位键断裂后可自发重建,使薄膜具有可拉伸性和自修复性,其中的弹性体还可有效吸收外界的机械应变。实验结果表明,该半导体薄膜具有优异的可拉伸性,断裂应变>1300%;在室温下具有良好的自修复性,1天内基本可恢复初始性能;应变灵敏度高,应变为100%时的灵敏度系数为5.75×105,是目前应变敏感度最高的半导体材料。实验中,采用这种半导体薄膜制作了1个5×5有源矩阵应变传感器阵列,并开发出高度可伸缩的的金-弹性体复合薄膜金属连接线。研究发现,该传感器阵列能够监测电子皮肤中外力诱导的应变分布。

柔性应变传感器研究现状(用于应变传感器阵列的可拉伸)(1)

这项研究为开发新型多功能电子材料提供了一种新途径,有望加速并扩展电子皮肤的应用。

(蓝海星)

柔性应变传感器研究现状(用于应变传感器阵列的可拉伸)(2)

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柔性应变传感器研究现状(用于应变传感器阵列的可拉伸)(4)

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