仿生高灵敏柔性容性压力传感器具有高深宽比微结构

由 ty10086 提交于 周三, 08/25/2021 - 15:28
文章英文标题
Biomimetic-inspired highly sensitive flexible capacitive pressure sensor with high-aspect-ratio microstructures
正文
快速高效制造的高灵敏度柔性电容压力传感器( FCPS )具有友好的人机交互功能。本文采用两步模板法从荷叶表面制备仿生微塔聚二甲基硅氧烷( PDMS )，研制了一种高灵敏度FCPS。该电容传感器由PDMS介质层和夹在中间的Cu纳米线电极组成，灵敏度高达~ 1.207   kPa - 1，检出限小于0.02   kPa，响应时间快达61.6   ms。特别地，当弯曲半径为5   mm时，传感性能基本保持不变。此外，FCPS能够经受4000次重复测试，保持性能稳定，在加载和卸载过程中灵敏度几乎相同，具有较高的鲁棒性。这些结果表明，FCPSs在电子可穿戴、人体健康监测和表面不平整应用方面具有潜在的应用前景。
文章内容（英文）
The high sensitivity flexible capacitive pressure sensor (FCPS) manufactured in a fast and efficient way has friendly man-machine interaction function. In this paper, a high-sensitivity FCPS is developed by using a two-step template method to reproduce biomimetic microtower polydimethylsiloxane (PDMS) from the lotus leaf surface. The capacitive sensor is composed of a PDMS dielectric layer and the Cu nanowire electrodes sandwiching in the middle, with a high sensitivity of ~1.207 kPa\u003csup\u003e−1\u003c/sup\u003e, a low detection limit of less than 0.02 kPa and a fast response time of 61.6 ms. Particularly, the sensing performance can be kept basically unchanged when bent at a 5 mm radius. Moreover, the FCPS can withstand 4000 repeated tests and maintain stable performance, and the sensitivity is almost the same in the process of loading and unloading, suggesting the high robustness. These results demonstrates the FCPSs have potential applications in electronic wearables, human health monitoring and uneven surface applications.
来源出处
Journal|[J]Current Applied PhysicsVolume 31, 2021. PP 29-37
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DOI
https://doi.org/10.1016/J.CAP.2021.07.014

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