多壁碳纳米管(MWCNT)

利用纳米复合材料制作的压阻触觉传感器具有良好的柔韧性、电学性能和灵敏度。但是，通过实现填料材料的均匀分散和利用有效的结构设计来改善触觉感知性能，可以显著提高感知性能，特别是在低压范围。本研究以多壁碳纳米管( MWCNTs )为导电填料，聚二甲基硅氧烷( PDMS )为聚合物基体，制备了一种新型的具有网格状微结构的柔性压阻触觉传感器。研究重点在于通过使填料材料均匀分散，优化传感器设计和结构，提高触觉传感器性能。采用相同的网格结构传感层(线宽、线间距、厚度为1 mm )，MWCNTs在PDMS中的掺杂质量比在1 ~ 10 wt . %之间变化。掺杂比例为7 wt . %的传感器性能最稳定，在10 ~ 20 kPa的低气压范围内的灵敏度为6.821 kPa - 1，在30 ~ 200 kPa的饱和范围内的灵敏度为0.029 kPa - 1。并对网格结构尺寸进行了优化，分析了网格结构、灵敏度和传感范围之间的关系。为了验证压阻原理，推导了压力与电阻输出的关系式。对于网格结构，线宽、线间距和厚度分别为1、1和0.5 mm的网格结构响应最为稳定和改善。在50 ~ 130kPa的低压范围内，灵敏度为0.2704 kPa - 1；在140 ~ 200kPa的饱和范围内，灵敏度为0.0968 kPa - 1。压阻响应主要与量子隧穿效应有关，可以根据掺杂剂浓度和网格微结构进行优化。

利用纳米复合材料制作的压阻触觉传感器具有良好的柔韧性、电学性能和灵敏度。但是，通过实现填料材料的均匀分散和利用有效的结构设计来改善触觉感知性能，可以显著提高感知性能，特别是在低压范围。本研究以多壁碳纳米管( MWCNTs )为导电填料，聚二甲基硅氧烷( PDMS )为聚合物基体，制备了一种新型的具有网格状微结构的柔性压阻触觉传感器。研究重点在于通过使填料材料均匀分散，优化传感器设计和结构，提高触觉传感器性能。采用相同的网格结构传感层(线宽、线间距、厚度为1 mm )，MWCNTs在PDMS中的掺杂质量比在1 ~ 10 wt . %之间变化。掺杂比例为7 wt . %的传感器性能最稳定，在10 ~ 20 kPa的低气压范围内的灵敏度为6.821 kPa - 1，在30 ~ 200 kPa的饱和范围内的灵敏度为0.029 kPa - 1。并对网格结构尺寸进行了优化，分析了网格结构、灵敏度和传感范围之间的关系。为了验证压阻原理，推导了压力与电阻输出的关系式。对于网格结构，线宽、线间距和厚度分别为1、1和0.5 mm的网格结构响应最为稳定和改善。在50 ~ 130kPa的低压范围内，灵敏度为0.2704 kPa - 1；在140 ~ 200kPa的饱和范围内，灵敏度为0.0968 kPa - 1。压阻响应主要与量子隧穿效应有关，可以根据掺杂剂浓度和网格微结构进行优化。