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- 開發(fā)基于GSEM的靈敏仿生氣流傳感器
- 來源:中國科學院 發(fā)表于 2023/8/23
中國科學院寧波材料技術(shù)與工程研究所(NIMTE)的陳濤教授團隊開發(fā)了一種由可逆微彈簧效應(yīng)介導(dǎo)的生物啟發(fā)薄膜實現(xiàn)的靈活自適應(yīng)氣流傳感器。該研究發(fā)表在Advanced Functional Materials上。
基于機械變形機制的氣流傳感器因其優(yōu)異的柔韌性和靈敏度而受到越來越多的關(guān)注。然而,通過簡單和可控的方法制造高靈敏度和自適應(yīng)氣流傳感器仍然是一個挑戰(zhàn)。
受蝙蝠翅膀膜具有獨特氣流傳感能力的啟發(fā),NIMTE的研究人員制備了石墨烯/單壁納米管(SWNTs)-Ecoflex膜(GSEM),可以任意轉(zhuǎn)移并隨后適應(yīng)各種平坦/彎曲和光滑/粗糙的表面。
憑借可逆的微彈簧效應(yīng),研究人員開發(fā)了一種高度靈敏且自適應(yīng)的基于GSEM的氣流傳感器。
當施加氣流時,層間SWNTs的微尺度變形導(dǎo)致接觸電阻的顯著變化,使所開發(fā)的基于GSEM的氣流傳感器具有超低氣流速度檢測極限(0.0176 m s-1)、快速響應(yīng)時間(~1.04 s)和恢復(fù)時間(~1.28 s)等優(yōu)異性能。
作為概念驗證,可以使用基于GSEM的氣流傳感器來實現(xiàn)非接觸式操作。通過閾值控制,將其應(yīng)用于智能窗口系統(tǒng),成功實現(xiàn)智能開關(guān)行為。
此外,研究人員設(shè)計了一系列氣流傳感器,以區(qū)分所施加的氣流刺激的大小和空間分布;贕SEM的氣流傳感器集成到無線車輛模型系統(tǒng)中,可以靈敏地捕獲流速信息,以實現(xiàn)運動方向的實時操縱。
這種基于微彈簧效應(yīng)的氣流傳感系統(tǒng)在可穿戴電子和非接觸式智能操縱領(lǐng)域顯示出巨大的潛力。
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