1成果簡介

柔性傳感器在可穿戴電子設(shè)備、醫(yī)療監(jiān)測和人機交互方面的變革潛力日益得到認(rèn)可。盡管取得了這些進(jìn)步，但開發(fā)結(jié)構(gòu)簡單、大面積制備的柔性傳感器陣列以實現(xiàn)有效的信號傳感和監(jiān)測功能仍具有挑戰(zhàn)性。本文，湖南工程學(xué)院鄒鴻翔 特聘研究員，上海交通大學(xué)Linchuan Zhao等研究人員在《ADVANCED FUNCTIONALMATERIALS》期刊發(fā)表名為“Hierarchical rGO-Based Triboelectric Sensors Enable Motion Monitoring and Trajectory Tracking”的論文，研究通過一種簡單的刀片涂層方法，將摻氮還原氧化石墨烯（rGO）薄片分層沉積在聚二甲基硅氧烷（PDMS）層中，制備出了一種基于rGO的分層柔性三電傳感器（HG-FTS）。 以單電極模式運行的柔性三電傳感器不僅表現(xiàn)出卓越的可靠性和一致性，而且還實現(xiàn)了約129V的最大電壓和 ≈0.5 W m-2 的功率密度。這些特性使其能夠高保真地實時監(jiān)測人體生理信號和關(guān)節(jié)運動。此外，還利用 HG-FTS 開發(fā)了一種智能人機交互控制系統(tǒng)，其特點是采用矩形圖案的數(shù)字陣列觸摸屏。該系統(tǒng)可成功用于壓力感應(yīng)、物體形狀識別和軌跡跟蹤。這項工作為大面積制備和高性能柔性傳感器制造提供了可行的解決方案，并展示了 HG-FTS 在人機交互、信號監(jiān)測和智能傳感方面的潛在應(yīng)用。

2圖文導(dǎo)讀

圖1、柔性HG-FTS的制備工藝。

圖2、結(jié)構(gòu)表征

圖3、HG-FTS的電輸出性能。

圖4、基于 HG-FTS 的人體生理信號、關(guān)節(jié)運動監(jiān)測和手勢識別。

圖5、基于HG-FTS的手寫識別。

圖6、基于HG-FTS陣列的壓力感知應(yīng)用。

3小結(jié)

本文成功地提出了一種基于rGO分層結(jié)構(gòu)的簡單且可擴展的柔性HG-FTS。HG-FTS可連接到人體關(guān)節(jié)，并將生理特征和運動行為轉(zhuǎn)化為可測量的實時電信號。基于HG-FTS的智能識別系統(tǒng)得到了進(jìn)一步發(fā)展，實現(xiàn)了手寫識別、非接觸檢測和手勢識別。通過利用機器學(xué)習(xí)技術(shù)，實現(xiàn)了手勢和筆跡的高精度識別。通過葉片涂層工藝制備的 HG-FTS 陣列已成功集成到智能壓力傳感系統(tǒng)、軌跡跟蹤系統(tǒng)和基本計算器中。因此，基于rGO的分層三電傳感器為靈活傳感提供了一個多功能解決方案，為可穿戴設(shè)備和人機交互應(yīng)用的進(jìn)步鋪平了道路。

文獻(xiàn)：

https://doi.org/10.1002/adfm.202419459

審核編輯 黃宇