柔性触觉传感器

在宽压力范围内制造高灵敏度的柔性压力传感器仍然是一个挑战。本文设计了一种基于聚二甲基硅氧烷( PDMS )薄膜的具有工程微结构的柔性压力传感器。传感器的高性能来源于其独特的金字塔-壁栅微结构( PWGM )。圆顶金字塔的方形阵列和十字形强化墙在薄膜上形成了高度分层的微结构。两片PWGM柔性PDMS薄膜，面对面堆叠，形成一个跨越非常宽压力范围赋予超高灵敏度的压阻式传感器。该装置在0 ~ 1.6和1.6 ~ 6  kPa压力范围内的灵敏度分别高达383  665.9和269  662.9 kPa-1。在6.1 ~ 11   k Pa的较高压力范围内，灵敏度为48   689.1 k Pa-1，即使在11 ~ 56   k Pa的极高压力范围内，也保持在1266.8 k Pa-1。压力传感器具有优良的弯曲和扭转应变检测性能，机械耐用，在可穿戴的医疗生物传感领域具有潜在的应用价值。此外，制备了2×2和4×4传感器阵列，并对其进行了表征，表明了制造柔性触觉传感器的可能性。

纳米科学与添加剂制造技术的交叉，催生了印刷电子和柔性电子的新领域。这一有趣的研究领域解决了新型材料和制造技术向更广泛和改进设计的柔性电子器件发展的挑战。本工作介绍了利用3D打印碳纳米管基纳米复合材料制备一种低成本、简易的柔性压阻式压力传感器。用于材料开发的碳纳米管是分散在聚二甲基硅氧烷( PDMS )预聚体中的多壁碳纳米管( MWCNT )。传感器采用直接油墨写入( DIW )技术(又称robocast )制作。将MWCNT - PDMS复合材料直接印制在聚二甲基硅氧烷基片上。然后根据传感器对负载的电阻变化来检测传感器的响应。该传感器在较宽的压力范围内(最高可达1132 k Pa )表现出较高的灵敏度( 6.3 Ω / k Pa )，前期工作对MWCNT- PDMS复合材料的最高观测测量范围为40 k Pa。所制备的MWCNT- PDMS复合材料也被印制成高分辨率的三维形状，即使经过热处理仍然保持其形态。3D打印在柔性传感器制造中的可能性使得设计自由灵活，结构复杂，在运动、汽车和生物医学等领域的可穿戴或植入式电子中得到广泛应用。

纳米科学与添加剂制造技术的交叉，催生了印刷电子和柔性电子的新领域。这一有趣的研究领域解决了新型材料和制造技术向更广泛和改进设计的柔性电子器件发展的挑战。本工作介绍了利用3D打印碳纳米管基纳米复合材料制备一种低成本、简易的柔性压阻式压力传感器。用于材料开发的碳纳米管是分散在聚二甲基硅氧烷( PDMS )预聚体中的多壁碳纳米管( MWCNT )。传感器采用直接油墨写入( DIW )技术(又称robocast )制作。将MWCNT - PDMS复合材料直接印制在聚二甲基硅氧烷基片上。然后根据传感器对负载的电阻变化来检测传感器的响应。该传感器在较宽的压力范围内(最高可达1132 k Pa )表现出较高的灵敏度( 6.3Ω / k Pa )，前期工作对MWCNT- PDMS复合材料的最高观测测量范围为40 k Pa。所制备的MWCNT- PDMS复合材料也被印制成高分辨率的三维形状，即使经过热处理仍然保持其形态。3D打印在柔性传感器制造中的可能性使得设计自由灵活，结构复杂，在运动、汽车和生物医学等领域的可穿戴或植入式电子中得到广泛应用。