超强感应柔性电子皮肤问世

一种既能感知压力又能感知摩擦的柔性电子外壳。来源:百度图片

近日，哈尔滨工业大学宋副教授、张教授、谢教授共同研制出一种既能感受压力又能感受摩擦的柔性电子皮肤。研究人员通过制备特殊的石墨烯包覆氯化钠粉末作为造孔剂来辅助自组装过程，从而制备出超灵敏的电子皮肤。

电子皮肤可以同时响应纵向压力和切向摩擦，压力和摩擦引起的电阻变化方向相反。电子皮肤对摩擦特别敏感。在功能应用中，电子皮肤可以实现实时手腕脉搏检测、区分不同表面粗糙度、检测人体呼吸、感知音乐引起的空气振动等。

为了与外部环境兼容并可附接到3D结构，可穿戴电子皮肤需要是柔性和可拉伸的。为了实现这一目标，多功能柔性电子皮肤应运而生，其中柔性力传感器因其在智能终端中的广泛应用而发展最快。

与目前的柔性压力传感器或压力应变传感器相比，电子皮肤法向力和切向力检测的研究水平非常有限。这种电子皮肤的发展面临三大挑战:一是实现电子皮肤三个方向的力检测；其次，实现了不同类型力的法向和切向区分。第三，结构简单，可以大规模制备。

为此，研究人员创造性地使用多孔碳纳米管、氧化石墨烯和聚二甲基硅氧烷层来构建一个完全灵活的多向拉力传感器。这种独特的电子皮肤具有良好的稳定性和高灵敏度(传感器对切向摩擦力的最高响应因子高达2.26)，对压力和摩擦力的阻力响应相反，实现了压力和摩擦力的实时检测和电信号微分。(李)

中国科学新闻(2018-022，第6版前沿)