| 【行業(yè)相關(guān)】我國高靈敏石墨烯觸覺(jué)傳感領(lǐng)域取得進(jìn)展 |
| 信息來(lái)源： 西安儀表制造 | 2019-06-10 點(diǎn)擊量： 5429 |
近日，中國科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院與新加坡國立大學(xué)合作，研制了三維微納共形石墨烯柔性力敏電極，并應用于高靈敏柔性壓容式觸覺(jué)傳感，相關(guān)內容以Flexible,Tunable and Ultrasensitive Capacitive Pressure Sensor with Micro-Conformal Graphene Electrodes為題發(fā)表在A(yíng)CS Applied Materials&Interface期刊上，并被選為封面論文進(jìn)行報道(ACS Appl.Mater.Interfaces,2019,11(16),pp 14997–15006.DOI:10.1021/acsami.9b02049)。
柔性觸覺(jué)傳感器為機器人提供感知外部力學(xué)環(huán)境的能力，是機器人實(shí)現智能化的必備條件。
石墨烯新材料的發(fā)展，為下一代高靈敏柔性觸覺(jué)技術(shù)的發(fā)展提供了新的解決路徑。重慶研究院微納中心一直致力于二維/三維石墨烯的可控制備技術(shù)及其應用研究，前期發(fā)展了三維微納共形石墨烯直接生長(cháng)與柔性轉移技術(shù)(J.Mater.Chem.C,2015,3,12379~12384)，三維共形石墨烯薄膜不僅具有高導電性，而且表現出高力學(xué)可靠性，是柔性電極的理想材料。
近期，研究人員通過(guò)有限元仿真分析發(fā)現，微結構化共形石墨烯電極更易獲得電容式力學(xué)傳感器中的極板間距和等效介電常數變化。通過(guò)對三維共形石墨烯電極的特征尺寸的可控構筑，課題組實(shí)現了高靈敏(7.68kPa-1)、快響應(30ms)、低檢測極限(1mgF)、低遲滯的柔性電容式觸覺(jué)傳感器，主要指標已超越了人類(lèi)觸覺(jué)感知水平。
該觸覺(jué)傳感器可以感知昆蟲(chóng)爬行過(guò)程中產(chǎn)生的細微壓力變化，記錄其步態(tài)信息。
該傳感器也可以實(shí)時(shí)監測脈搏波分析其脈象，或者通過(guò)力反饋輔助機械手實(shí)現對物體的智能抓取。與傳統觸覺(jué)傳感器相比，該傳感器具有靈敏度高、快響應、柔性、輕薄、可分布式貼附等特性，能夠更好地與機器人的異形曲面進(jìn)行貼合，賦予機器人以觸覺(jué)功能，從而極大拓展機器人的智能化和應用領(lǐng)域。
上述工作得到科技部“863”計劃、國家自然科學(xué)基金、中科院青促會(huì )會(huì )員項目、西部青年學(xué)者(A類(lèi))、重慶市自然科學(xué)基金等支持。
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